講解C#面相對象編程中的類與對象的特性與概念

2020-01-24 01:18:53

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供稿：網友

類
“類”是一種構造，通過使用該構造，您可以將其他類型的變量、方法和事件組合在一起，從而創建自己的自定義類型。類就像一個藍圖，它定義類型的數據和行為。如果類沒有聲明為靜態類，客戶端代碼就可以創建賦給變量的“對象”或“實例”，從而使用該類。在對變量的所有引用都超出范圍之前，該變量始終保持在內存中。所有引用都超出范圍時，CLR 將標記該變量以供垃圾回收。如果類聲明為靜態類，則內存中只存在一個副本，并且客戶端代碼只能通過該類自身而不是“實例變量”訪問該類。
聲明類
類使用 class 關鍵字進行聲明，如下面的示例所示：

public class Customer{  //Fields, properties, methods and events go here...}

class 關鍵字前面是訪問級別。由于在該例中使用 public，因此任何人都可以基于該類創建對象。類的名稱位于 class 關鍵字的后面。定義的其余部分是類的主體，用于定義行為和數據。類的字段、屬性、方法和事件統稱為“類成員”。
創建對象
盡管有時類和對象可互換，但它們是不同的概念。類定義對象的類型，但它不是對象本身。對象是基于類的具體實體，有時稱為類的實例。
通過使用 new 關鍵字（后跟對象將基于的類的名稱）可以創建對象，如下所示：

Customer object1 = new Customer();

創建類的實例后，將向程序員傳遞回對該對象的引用。在前面的示例中，object1 是對基于 Customer 的對象的引用。此引用引用新對象，但不包含對象數據本身。實際上，可以在根本不創建對象的情況下創建對象引用：

Customer object2;

建議不要創建像這樣的不引用對象的對象引用，因為在運行時通過這樣的引用來訪問對象的嘗試將會失敗。但是，可以創建這樣的引用來引用對象，方法是創建新對象，或者將它分配給現有的對象，如下所示：

Customer object3 = new Customer();Customer object4 = object3;

此代碼創建了兩個對象引用，它們引用同一個對象。因此，通過 object3 對對象所做的任何更改都將反映在隨后使用的 object4 中。由于基于類的對象是按引用來引用的，因此類稱為引用類型。
類繼承
繼承是通過使用“派生”來實現的，而派生意味著類是使用“基類”聲明的，它的數據和行為從基類繼承。通過在派生的類名后面追加冒號和基類名稱，可以指定基類，如下所示：

public class Manager : Employee{  // Employee fields, properties, methods and events are inherited  // New Manager fields, properties, methods and events go here...}

當類聲明基類時，它繼承基類除構造函數以外的所有成員。
與 C++ 不同，C# 中的類只能直接從一個基類繼承。但是，因為基類自身也可能繼承自另一個類，所以類可以間接繼承多個基類。而且，一個類可以直接實現一個以上的接口。
類可以聲明為抽象類。抽象類包含具有簽名定義但沒有實現的抽象方法。抽象類不能進行實例化。只能通過實現抽象方法的派生類使用抽象類。相比之下，密封類不允許其他類從其派生。
類定義可在不同的源文件之間進行拆分。
描述
下面的示例中定義了一個公共類，其中包含一個字段、一個方法和一個稱為構造函數的特殊方法。有關更多信息，請參見構造函數（C# 編程指南）。然后使用 new 關鍵字將該類實例化。

public class Person{  // Field  public string name;  // Constructor that takes no arguments.  public Person()  {    name = "unknown";  }  // Constructor that takes one argument.  public Person(string nm)  {    name = nm;  }  // Method  public void SetName(string newName)  {    name = newName;  }}class TestPerson{  static void Main()  {    // Call the constructor that has no parameters.    Person person1 = new Person();    Console.WriteLine(person1.name);    person1.SetName("John Smith");    Console.WriteLine(person1.name);    // Call the constructor that has one parameter.    Person person2 = new Person("Sarah Jones");    Console.WriteLine(person2.name);    // Keep the console window open in debug mode.    Console.WriteLine("Press any key to exit.");    Console.ReadKey();  }}

輸出:

unknownJohn SmithSarah Jones

對象
類或結構定義的作用類似于藍圖，指定該類型可以進行哪些操作。從本質上說，對象是按照此藍圖分配和配置的內存塊。程序可以創建同一個類的多個對象。對象也稱為實例，可以存儲在命名變量中，也可以存儲在數組或集合中。使用這些變量來調用對象方法及訪問對象公共屬性的代碼稱為客戶端代碼。在 C# 等面向對象的語言中，典型的程序由動態交互的多個對象組成。

結構實例。. 選件類實例
由于類是引用類型，因此類對象的變量引用該對象在托管堆上的地址。如果將同一類型的第二個對象分配給第一個對象，則兩個變量都引用該地址的對象。這一點將在本主題后面部分進行更詳細的討論。
類的實例是使用 new 運算符創建的。在下面的示例中，Person 為類型，person1 和 person 2 為該類型的實例（即對象）。

public class Person{  public string Name { get; set; }  public int Age { get; set; }  public Person(string name, int age)  {    Name = name;    Age = age;  }  //Other properties, methods, events...}class Program{  static void Main()  {    Person person1 = new Person("Leopold", 6);    Console.WriteLine("person1 Name = {0} Age = {1}", person1.Name, person1.Age);    // Declare new person, assign person1 to it.    Person person2 = person1;    //Change the name of person2, and person1 also changes.    person2.Name = "Molly";    person2.Age = 16;    Console.WriteLine("person2 Name = {0} Age = {1}", person2.Name, person2.Age);    Console.WriteLine("person1 Name = {0} Age = {1}", person1.Name, person1.Age);    // Keep the console open in debug mode.    Console.WriteLine("Press any key to exit.");    Console.ReadKey();  }}

輸出：

  person1 Name = Leopold Age = 6  person2 Name = Molly Age = 16  person1 Name = Molly Age = 16

由于結構是值類型，因此結構對象的變量具有整個對象的副本。結構的實例也可以使用 new 運算符來創建，但這不是必需的，如下面的示例所示：

public struct Person{  public string Name;  public int Age;  public Person(string name, int age)  {    Name = name;    Age = age;  }}public class Application{  static void Main()  {    // Create struct instance and initialize by using "new".    // Memory is allocated on thread stack.    Person p1 = new Person("Alex", 9);    Console.WriteLine("p1 Name = {0} Age = {1}", p1.Name, p1.Age);    // Create new struct object. Note that struct can be initialized    // without using "new".    Person p2 = p1;    // Assign values to p2 members.    p2.Name = "Spencer";    p2.Age = 7;    Console.WriteLine("p2 Name = {0} Age = {1}", p2.Name, p2.Age);    // p1 values remain unchanged because p2 is copy.    Console.WriteLine("p1 Name = {0} Age = {1}", p1.Name, p1.Age);    // Keep the console open in debug mode.    Console.WriteLine("Press any key to exit.");    Console.ReadKey();  }}

輸出：

  p1 Name = Alex Age = 9  p2 Name = Spencer Age = 7  p1 Name = Alex Age = 9

p1 和 p2 的內存在線程堆棧上進行分配。該內存隨聲明它的類型或方法一起回收。這就是在賦值時復制結構的一個原因。相比之下，當對類實例對象的所有引用都超出范圍時，為該類實例分配的內存將由公共語言運行時自動回收（垃圾回收）。無法像在 C++ 中那樣明確地銷毀類對象。

對象標識與. 值相等性
在比較兩個對象是否相等時，首先必須明確您是想知道兩個變量是否表示內存中的同一對象，還是想知道這兩個對象的一個或多個字段的值是否相等。如果您要對值進行比較，則必須考慮這兩個對象是值類型（結構）的實例，還是引用類型（類、委托、數組）的實例。
若要確定兩個類實例是否引用內存中的同一位置（意味著它們具有相同的標識），可使用靜態 Equals 方法。（System.Object 是所有值類型和引用類型的隱式基類，其中包括用戶定義的結構和類。）
若要確定兩個結構實例中的實例字段是否具有相同的值，可使用 ValueType.Equals 方法。由于所有結構都隱式繼承自 System.ValueType，因此可以直接在對象上調用該方法，如下面的示例所示：

// Person is defined in the previous example.//public struct Person//{//  public string Name;//  public int Age;//  public Person(string name, int age)//  {//    Name = name;//    Age = age;//  }//}Person p1 = new Person("Wallace", 75);Person p2;p2.Name = "Wallace";p2.Age = 75;if (p2.Equals(p1))  Console.WriteLine("p2 and p1 have the same values.");

輸出：