C#学习笔记 - C#基础知识 - C#从入门到放弃 - C# 结构、类与属性
C# 入门基础知识 - C# 结构、类与属性
- 第9节 结构、类与属性
-
- 9.1 结构的使用
- 9.2 枚举
- 9.3 面向对象概述
- 9.4 类与对象的关系
- 9.5 类的声明
- 9.6 属性的使用
-
- 9.6.1 属性
- 9.6.2 属性使用
- 9.7 构造函数和析构函数
-
- 9.7.1 构造函数
- 9.7.2 析构函数
- 9.8 类的继承
- 9.9 类的封装
- 9.10 类的多态
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第9节 结构、类与属性
9.1 结构的使用
在C#中，结构（Struct）是一种用户自定义的数据类型，用于封装多个相关的值。与类（Class）不同，结构是值类型（Value Type），而不是引用类型（Reference Type）。
【示例程序代码】 一次性声明多个不同类型的变量
namespace 结构的使用
{
//结构放于此空间，所有类都可访问
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
}
class Program
{
//如果放于此位置，只有当前Program类或继承类可以访问
static void Main(string[] args)
{
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
Console.WriteLine("我是{0}，{3}生，今年{1}岁，工作于{2}。",c1.name,c1.age,c1.department,c1.sex);
Console.ReadKey();
}
}
}
运行程序：
我是Flyer，男生，今年24岁，工作于数据库维护部。
在示例代码中出现的一些使用结构的常见情况和示例说明：
1、声明结构：
要声明一个结构，可以使用 struct 关键字，后面跟着结构的名称和定义结构的内容。
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
}
2、创建结构的实例：
可以使用 new 关键字创建结构的实例。
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
3、结构的成员访问：
结构的成员可以通过点符号进行访问。
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
4、方法和属性：
结构可以包含方法和属性来定义结构的行为和操作。
可以为示例代码结构添加一个方法来打印结构的信息：
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
//可以在结构中添加一个打印信息功能
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}",name,age);
}
}
然后，可以通过结构的实例调用该方法：
ClerkInfo c2 = new ClerkInfo()
{
name = "程饱饱吃得好饱",
age = 24
};
c2.PrintInfo();
运行程序：
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
5、结构作为参数和返回值：
结构可以作为方法的参数和返回值。当作为参数传递时，会进行值的复制。
public void updateClerkInfoName(string newName)
{
c.name = newName;
}
//当作为返回值返回时，会复制整个结构的值
// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法
public static ClerkInfo getClerkInfo()
{
return new ClerkInfo
{
name = "程饱饱",
age = 25
};
}
// 调用 updateClerkInfoName() 方法
c1.updateClerkInfoName("Choao");
Console.WriteLine(c1.name);
// 调用 getClerkInfo() 方法
ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();
Console.WriteLine(clerk.name);
Console.WriteLine(clerk.age);
运行程序：
Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25
6、结构的默认构造函数：
结构可以具有默认构造函数。如果没有定义任何构造函数，编译器将自动为结构生成一个默认的无参数构造函数，该构造函数将初始化结构的所有字段为其类型的默认值。
【示例完整代码展示】
namespace 结构的使用
{
//结构放于此空间，所有类都可访问
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", name, age);
}
//当作为参数传递时，会进行值的复制
public void updateClerkInfoName(string newName)
{
name = newName;
}
//当作为返回值返回时，会复制整个结构的值
// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法
public static ClerkInfo getClerkInfo()
{
return new ClerkInfo
{
name = "程饱饱",
age = 25
};
}
}
class Program
{
//如果放于此位置，只有当前Program类或继承类可以访问
static void Main(string[] args)
{
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
Console.WriteLine("我是{0}，{3}生，今年{1}岁，工作于{2}。", c1.name, c1.age, c1.department, c1.sex);
// 调用 updateClerkInfoName() 方法
c1.updateClerkInfoName("Choao");
Console.WriteLine(c1.name);
// 调用 PrintInfo() 方法
ClerkInfo c2 = new ClerkInfo
{
name = "程饱饱吃得好饱",
age = 24
};
c2.PrintInfo();
// 调用 getClerkInfo() 方法
ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();
Console.WriteLine(clerk.name);
Console.WriteLine(clerk.age);
Console.ReadKey();
}
}
}
运行程序：
我是Flyer，男生，今年24岁，工作于数据库维护部。
Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25
9.2 枚举
在C#中，枚举（Enumeration）允许定义一组命名常量。它们为常用的一组特定值提供了一个描述性的名称。枚举在代码中提高可读性，并使代码更易于理解。
【代码示例】
namespace 枚举
{
//在此空间声明枚举，枚举作用与结构类似，可以在结构中被调用
public enum Gender
{
男, 女
}
public enum Week
{
星期一,星期二,星期三,星期四,星期五,星期六,星期天
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//枚举调用
Gender myGender = Gender.男;
Week myWorkDay = Week.星期五;
Console.WriteLine("我是{0}生，今天是{1}。",myGender,myWorkDay); //我是男生，今天是星期五。
//枚举中每个值会根据定义的顺序从0开始自动赋予每个值一个整型
//(int)实现将枚举转换为整型
Console.WriteLine((int)myGender); //0
Console.WriteLine((int)myWorkDay); //4
//
Console.WriteLine(myGender.ToString()); //男
Console.WriteLine(myWorkDay.ToString()); //星期五
//将枚举转换为字符串 不能用（string）
//只能用myWorkDay.ToString();或Convert.ToString(myWorkDay);
Console.WriteLine(myGender); //男
Console.WriteLine(myWorkDay); //星期五
//(枚举名)实现将整型转换为枚举
int myInt = 5;
Console.WriteLine((Week)myInt); //星期六
//将字符串转换为枚举值
string myStr = "星期五";
Console.WriteLine((Week)Enum.Parse(typeof(Week), myStr)); //星期五
Console.ReadKey();
}
}
}
Note：
当枚举值没有明确赋值时，默认从0开始自增，所以 星期一 的值为0，星期二 的值为1，依此类推。
枚举是用于表示一组有限的可能性的强类型标识符。
9.3 面向对象概述
C# 是一种面向对象的编程语言，它支持面向对象编程（OOP）的核心原则和概念。面向对象编程是一种用于构建软件系统的编程范式，它将现实世界中的问题分解为一组相关的对象，并通过对象之间的交互来解决这些问题。
以下是面向对象编程的一些核心概念和特性：
1、类（Class）：
类是面向对象编程的基本构建块，它是对象的蓝图或模板。类定义了对象的属性（字段）和行为（方法）。2、对象（Object）：
对象是类的实例化，它是类定义的具体实体，具有特定的状态和行为。通过创建对象，我们可以使用类定义的属性和方法。3、封装（Encapsulation）：
封装是面向对象的一个重要概念，它将数据和方法封装在类中，并通过公共接口提供对它们的访问。封装隐藏了内部实现的细节，使对象的使用者只需关注公共接口。4、继承（Inheritance）：
继承允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法。子类可以扩展父类的功能，并添加自己的特定行为。继承实现了代码的重用和层次结构的建立。5、多态（Polymorphism）：
多态允许对象在不同的上下文中表现出不同的行为。通过多态，父类的引用可以指向子类的对象，使得在调用相同的方法时可以产生不同的结果。
9.4 类与对象的关系
类和对象是面向对象编程中两个重要的概念，它们之间存在着紧密的关系。
类（Class）：
类是面向对象编程的基本构建块，它是对象的模板或蓝图，用于定义对象的属性（字段）和行为（方法）。类可以看作是一类对象的抽象表示，描述了对象的共同特性。
对象（Object）：
对象是类的实例化，它是类的具体实体，具有特定的状态和行为。通过创建对象，可以使用类定义的属性和方法。
类与对象之间的关系如下：
类是对象的抽象，表示一类相似对象的定义。它描述了对象所具有的属性和方法，并提供了创建对象的模板。
对象是类的具体实例，它根据类的定义创建，并具有类所定义的属性和方法。可以通过关键字 new 来创建类的实例。
类是对象的定义；对象是类的实例。 类定义了对象的结构和行为，包括属性和方法等；而对象持有类定义的属性值和对方法的调用。
【示例代码】
class Car
{
public string brand;
public string color;
public void Start()
{
Console.WriteLine("The car starts.");
}
public void Accelerate()
{
Console.WriteLine("The car accelerates.");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建一个Car类的对象
Car myCar = new Car();
// 设置对象的属性值
myCar.brand = "Toyota";
myCar.color = "Red";
// 调用对象的方法
myCar.Start();
myCar.Accelerate();
Console.ReadKey();
}
}
在上述代码中，定义了一个名为 Car 的类，它具有 brand 和 color 属性以及 Start( ) 和 Accelerate( ) 方法。在 Main 方法中，我们创建了一个 Car 类的对象 myCar，并设置了其品牌和颜色属性的值。然后，我们通过 myCar 对象调用了 Start( ) 和 Accelerate( ) 方法。
通过类和对象的关系，我们可以实现代码的封装性、复用性和可维护性。类定义了对象的结构和行为，而对象则代表了类的实例，具有类所定义的属性和方法。
9.5 类的声明
定义类的方式：
右击需要创建类的所在解决方案下的项目 --> 添加 --> 类 --> 命名、添加
完成后会打开一个新的页面，定义完成后保存，可返回Main方法中调用。
【类的声明】
public enum Gender
{
男,女
}
class Clerk
{
//定义字段，字段可以存放多个值命名规范：_camelCase，变量只能放一个值
public string _name;
public Gender _gender;
public int _age;
public string _department;
public int _workYears;
//定义一个非静态方法
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，在{3}部门工作{4}年了。",this._name, this._gender, this._age, this._department, this._workYears);
}
}
【类的调用】
static void Main(string[] args)
{
//调用类需将类实例化 实例化：将类指定个某个对象
Clerk c1 = new Clerk();
Clerk c2 = new Clerk();
//c1对象赋值
c1._name = "Flyer.Cheng";
c1._gender = Gender.男;
c1._age = 24;
c1._department = "数据库维护";
c1._workYears = 2;
//调用非静态方法
c1.Print();
//c2对象赋值
c2._name = "Anna.Wang";
c2._gender = Gender.女;
c2._age = 25;
c2._department = "财务";
c2._workYears = 3;
//调用非静态方法
c2.Print();
//声明一个变量
string myStr = "程饱饱";
Console.WriteLine(c1._name);
Console.WriteLine(c2._name); //_name同一个字段 不同对象
Console.WriteLine(myStr);
Console.WriteLine(myStr); //说明字段中可以存储多个值，而变量中只能存一个值
Console.ReadKey();
}
运行程序：
我叫Flyer.Cheng，男生，今年24岁，在数据库维护部门工作2年了。
我叫Anna.Wang，女生，今年25岁，在财务部门工作3年了。
Flyer.Cheng
Anna.Wang
程饱饱
程饱饱
9.6 属性的使用
9.6.1 属性
在C#中，属性（Properties）是一种特殊的成员，用于封装类的字段，以提供对字段的安全访问和控制。属性允许读取和写入私有字段的值，并提供了对字段的验证和计算的机会。
属性具有类似字段的语法，但在背后使用了get和set访问器来实现对字段的访问和修改。通过属性，可以隐藏实际的字段，并在访问和修改字段时执行额外的逻辑。
以下是使用属性的基本语法：
访问修饰符 数据类型 属性名
{
get { return 字段名; }
set { 字段名 = value; }
}
- 访问修饰符：指定属性的可访问性，可以是public、private等。
- 数据类型：指定属性的数据类型，例如int、string等。
- 属性名：给属性命名的标识符，按照命名约定应使用PascalCase（首字母大写）。
- get访问器：用于获取属性的值。它是一个返回属性类型的代码块。
- set访问器：用于设置属性的值。它是一个接受属性类型的参数的代码块。
以下是一个简单的使用属性的示例：
class Person
{
private string name; // 私有字段
public string Name // 公共属性
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
在上述的示例中，我们定义了一个名为Person的类，其中有一个私有字段 name 和一个公共属性 Name。属性Name提供了对字段name的访问和修改。
使用属性：
Person person = new Person();
person.Name = "flyer"; // 设置属性的值
string name = person.Name; // 获取属性的值
通过属性，可以对字段的值进行控制和验证，可以在set访问器中加入一些逻辑，以确保赋给属性的值满足一定的条件。以下是一个使用属性验证的示例：
class Person
{
private string name; // 私有字段
public string Name // 公共属性
{
get { return name; }
set
{
if (value != null && value.Length > 0)
{
name = value;
}
}
}
}
在上述示例中，添加了对属性 Name赋值的验证逻辑。只有当赋给属性的值不为空且长度大于0时，才赋给字段 name。
属性还可以使用自动实现的方式来减少代码量。通过自动实现属性，不需要手动编写get和set访问器，编译器会自动生成默认的访问器。
以下是使用自动实现属性的示例：
class Person
{
public string Name { get; set; } // 自动实现属性
}
在上述代码中，使用简化的语法声明了一个自动属性 Name 。编译器会自动创建一个名为 Name 的私有字段，并使用 get 和 set 访问器对属性的值进行读取和写入。
9.6.2 属性使用
1、属性的声明：
C#中属性的声明类似于方法的声明，但使用 get 和 set 访问器来定义属性的读取和写入行为。属性通常与一个私有字段相关联，以存储属性的值。
public int MyProperty
{
get { return myField; } // 获取属性值并返回
set { myField = value; } // 设置属性值
}
在上述代码中，声明了一个名为 MyProperty 的属性，它与一个名为 myField 的私有字段相关联。通过 get 访问器，返回字段的值，通过 set 访问器，设置字段的值。
2、自动属性：
C#中还提供了自动属性的简化语法，可以极大地简化属性的声明。自动属性会自动创建一个隐藏的私有字段，用于存储属性的值。下面是自动属性的示例：
public int MyProperty { get; set; }
在上述代码中，使用简化的语法声明了一个自动属性 MyProperty。编译器会自动创建一个名为 MyProperty 的私有字段，并使用 get 和 set 访问器对属性的值进行读取和写入。
使用自动属性时，可以提供简洁性和可读性；但是如果需要在获取或设置属性值时执行其他逻辑，还是需要使用完整的属性声明。
3、只读属性：
如果只需要创建一个只读属性，即只有 get 访问器而没有 set 访问器，可以省略 set 访问器。只读属性只能在构造函数或属性的初始值设定项中设置值。
public int MyReadOnlyProperty { get; }
在上述代码中，声明了一个只读属性 MyReadOnlyProperty，只有 get 访问器。这意味着可以通过 get 访问器读取属性的值，但无法通过 set 访问器设置属性的值。
4、访问属性：
// 创建类的实例
MyClass obj = new MyClass();
// 设置属性的值
obj.MyProperty = 10;
// 获取属性的值
int value = obj.MyProperty;
在上述代码中，创建了一个类的实例 obj。通过 obj 对象，我们可以使用点运算符 . 来访问和设置属性的值。
Note：
① 属性由 get 和 set 访问器组成，用于读取和写入属性的值。
② 访问器可以定义为 public、private、protected 或 internal 等修饰符，用于控制对属性的访问级别。
【综合代码示例】
1、Clerk类的定义：
class Clerk
{
//类中可以存放：
//字段：采用_camelCase命名方式
//属性：采用PascaCase命名方式
//方法：
//定义属性后往往都会通过属性来访问字段
//通常情况下 属性声明为public 字段声明为private
//在外部访问类中的字段都是通过属性实现
public string _name;
public string Name
{
get;
set; //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定
}
public char _gender;
//定义属性Gender
//通常我们将get与set称为访问器，有四种：
//1>既读又写 同时包含get和set
//2>只读 只包含get
//3>只写 只包含set
//4>自动 get
public char Gender
{
get //get可以对取值进行限定
{
if (_gender != '女' && _gender != '男')
_gender = 'N';
return _gender;
}
set //set可以对赋值进行限定
{ _gender = value; }
}
public int _age;
//定义属性Age
public int Age
{
get //get可以对取值进行限定
{
return _age;
}
set //set可以对赋值进行限定
{
if (value < 0 || value > 120) value = 0;
_age = value;
}
}
public string _department;
public string Department
{
get;
set; //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定
}
public int _workYears;
public int WorkYears
{
get;
set; //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定
}
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);
//this关键字表示当前类对象
}
}
2、主体方法调用类：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//将类实例化后分别赋值，调用方法
Clerk c1 = new Clerk();
//直接调用
c1.Name = "程饱饱";
c1.Gender = '男';
c1.Age = 24;
c1.Department = "数据库开发维护部";
c1.WorkYears = 2;
c1.Print();
//通过属性调用
Console.WriteLine("通过属性访问字段：Gender：{0}，Age：{1}。",c1.Gender,c1.Age);
Console.ReadKey();
}
}
9.7 构造函数和析构函数
9.7.1 构造函数
构造函数是用于初始化对象的特殊方法，它有以下特性：
① 它在创建对象时自动调用，并用于设置对象的初始状态。
② 名称与类的名称相同，并且没有返回类型。
③ 可以具有参数（参数化构造函数），用于在创建对象时传递参数。
④ 参数化构造函数可以接受不同类型和数量的参数。
⑤ 构造函数支持重载。
【示例代码】
1、类和方法的定义
public enum Gender
{
男,女
}
class Clerk
{
private string _name;
public string Name
{
get { return _name; }
set { _name = value; }
}
private Gender _gender;
public Gender Gender
{
get{ return _gender; }
set{ _gender = value; }
}
private int _age;
public int Age
{
get{return _age;}
set{_age = value;}
}
private string _department;
public string Department
{
get { return _department; }
set { _department = value; }
}
private int _workYears;
public int WorkYears
{
get { return _workYears; }
set { _workYears = value; }
}
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);
}
//构造函数：是一种特殊的方法，没有返回值但是不能使用void，必须public，且构造函数的名称必须跟类名一致
public Clerk(string name,Gender gender,int age,string department,int workYears)
{
this.Name = name;
this.Gender = gender;
this.Age = age;
this.Department = department;
this.WorkYears = workYears;
}
}
2、主体方法的调用
① 如果没有定义构造函数Clerk，需要实例化类然后赋值并调用：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Clerk c1 = new Clerk();
c1.Name = "程饱饱";
c1.Gender = Gender.男;
c1.Age = 24;
c1.Department = "数据库维护开发部";
c1.WorkYears = 2;
c1.Print();
Console.ReadKey();
}
}
我叫程饱饱，男生，今年24岁，我已经在数据库维护开发部工作2年了。
② 定义构造函数Clerk后，可简化实例化及赋值代码：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Clerk c1 = new Clerk("程饱饱",Gender.男,24, "数据库维护开发部",2);
c1.Print();
Console.ReadKey();
}
}
我叫程饱饱，男生，今年24岁，我已经在数据库维护开发部工作2年了。
new 关键字：
1）在内存中开辟空间
2）在开辟空间中创建对象
3）对对象进行初始化，将各个属性值赋值
在创建类中会存在一个默认的无参数的构造函数，一旦定义了新的构造函数，不论新的构造函数是否有有参数，原默认的无参数的构造函数都会被覆盖掉。
9.7.2 析构函数
析构函数 是在销毁对象时自动调用的特殊方法：
① 它的名称与类的名称相同，但在方法名前加上一个波浪号（~）。
② 析构函数没有参数，没有访问修饰符和返回类型。
③ 析构函数不需要手动调用，CLR（Common Language Runtime）会自动在对象销毁时调用析构函数。
④ 析构函数常用于执行一些清理操作，例如释放非托管资源、关闭文件、释放数据库连接等。
需要注意：
C#中的析构函数不像其他语言（如C++）那样可靠，无法保证准确的释放资源。因此，在C#中常用的是使用 Dispose( ) 方法和 using 语句来释放资源。
以下是析构函数的基本语法：
public class MyClass
{
~MyClass() // 析构函数的声明
{
// 析构函数的代码
}
}
关于析构函数：
1、析构函数的执行时机：
① 析构函数在对象被销毁时自动调用，也就是当对象的生命周期结束时（例如，对象离开作用域、对象被赋予其他引用、程序终止等）。
② 析构函数不能被显式调用，也不能手动触发对象的销毁。
2、析构函数的清理操作：
① 析构函数主要用于执行清理操作，例如释放非托管资源（如文件、数据库连接等）或其他资源的释放和关闭。
② 在析构函数中可以使用任何合法的C#代码，具体的清理操作根据需求来决定。
3、析构函数的注意事项：
① 析构函数通常用于释放非托管资源。对于托管资源（例如，使用垃圾回收管理的资源），不需要在析构函数中进行额外的处理，因为垃圾回收器会自动释放托管资源。
② 由于析构函数的执行时间是无法确定的，不要在析构函数中依赖于外部资源或其他对象的状态。
析构函数不能被继承、重载或显式调用。
③ 一个类只能有一个析构函数。
4、垃圾回收器（Garbage Collector）和析构函数：
① 垃圾回收器负责管理和释放托管内存，它会自动回收不再使用的对象以释放内存空间。
② 与垃圾回收器不同，析构函数主要用于释放非托管资源，并在对象销毁时执行其他清理操作（如关闭文件、释放数据库连接）。
9.8 类的继承
面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。
9.9 类的封装
面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。
9.10 类的多态
面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。