类

1.类的概述

1.1 类的定义

1.2 程序和类

2.声明类（类定义）

2.1 分部类和分布类型

3.类成员

3.1 字段

3.1.1 字段的语法

3.1.2 显示字段和隐式字段的初始化

3.1.3 字段的修饰符：readonly关键字&const关键字

3.1.4 静态字段

3.2 常量

3.2.1 使用readonly关键字&const关键字来修饰字段的区别

3.3 属性

3.3.1 属性的组成

3.3.2 静态属性

3.4 构造函数

3.4.1 实例构造函数

3.4.2 静态构造函数

3.5 析构函数

3.6 索引器

3.6.1 this关键字

3.6.2 索引器的语法

4.类的实例

4.1实例化

4.1.1 实例对象

4.1.2 对象初始化语句

类

C#是一种面向对象的语言，这点与C语言不同，C语言是一种面向过程的语言。除此之外，面向对象的语言还有C++、Java等。而面向对象语言的一个基本特征是它们都有类，类是C#中比较复杂的数据类型。

本章将先讲明什么是类，并说明类由什么组成，组成类的函数成员和数据成员怎么用，接着讲如何实例一个类。

1.类的概述

就像第五章数据类型里对类型的解释一样。

带到现实中来看，大象这个物种就是一个类。大象这个物种的共同的特性（比如年龄、分布区域、归属群落、性别，体型等）和行为（吃草、繁衍、行走、潜水等）就是类的公共属性和行为。类的实例就是大象这个物种中的一头大象。

1.1 类的定义

类是一个能存储数据并执行代码的数据结构。

类包含数据成员和函数成员。（一个C#类可以有任意数目的数据成员和函数成员）

数据成员：存储与类或类的实例相关的数据。数据成员通常模拟和该类所表示的现实世界事务的特性。
函数成员：它执行代码。通常会模拟类所表示的现实世界的功能和操作

1.2 程序和类

一个运行中的C#程序是一组相互作用的类型对象，它们中大部分都是类的实例。

2.声明类（类定义）

类的声明定义类的特征和成员。

声明一个类并不创建类的实例，而是用于创建实例的模板。

声明类的语法：

class 大象（类的名称） //声明类

{

string sex； //数据成员声明（类的成员）

...

void swim（）{...} //函数成员声明（类的成员）

...

}

声明类必须包含：

类的名称

类的成员

类的特征（封装、继承、多态，第十四章会讲）

2.1 分部类和分布类型

类声明可以分割为几个分布类的声明

每个分布类的声明都含有一些类成员的声明。
类的分布类声明可以在同一个文件中、也可以在不同文件中。

分布类的使用要求：

类声明必须加类型修饰符 partical
类名称相同
组成类的所有分布类声明必须在一起编译

//示例：
partical class A //类名称相同
{int a;
}partical class A
{int b;
}

3.类成员

（注意：本章主讲实例成员，静态成员放在十三章讲）

在类声明中定义的类成员有9种成员类型。

其中字段和方法是最重要的类成员类型。（本章不会介绍事件）

类声明相当于蓝图，通过蓝图可以创建多个类的实例。

通过类创建的实例，其中的类成员分为两种：实例成员和类成员。

实例成员：每个类的实例都是不同的个体，它们有自己独有的一组类成员。且因为这些数据成员都和类的实例相关，所以称为实例成员。
静态成员：实例成员是默认类型，但也可以声明与类而不是实例相关的成员，也就是静态成员。

3.1 字段

字段是在类或结构中直接声明的任意类型的变量。

3.1.1 字段的语法

声明字段的语法：

数据类型字段名；

例如：

int a；

3.1.2 显示字段和隐式字段的初始化

隐式字段初始化：若字段被声明且没有被赋值，则为隐式初始化。

不同类型隐式初始化的默认值：

值类型为0
bool类型为false
引用类型为null

3.1.3 字段的修饰符：readonly关键字&const关键字

被readonly和const修饰的字段一旦赋值便不能再被修改。

readonly关键字&const的区别：

若使用readonly来修饰字段，则不需要在定义时初始化，可以在类的构造函数完成初始化。
若使用const来修饰字段，如果没有在定义时初始化，就会发生编译错误。

语法：

访问修饰符 const 数据类型变量名=值；

访问修饰符 readonly 数据类型变量名；

3.1.4 静态字段

若使用static关键字修饰字段，则字段为静态字段。

静态字段被类的所有实例所共享，所有实例都访问同一内存位置。

静态字段必须通过类来访问，不能像实例字段一样通过类的对象的实例来访问字段。

语法：

访问修饰符 static 数据类型变量名； //静态字段定义

访问修饰符数据类型变量名； //实例字段定义

实例1：

class People
{//声明静态字段public static string Name; //声明实例字段public int Age;
}class Program
{static void Main(string[] args){//实例字段通过实例对象访问People one=new People();one.Age=18;//静态字段只能通过类名访问People.Name="人类";}
}

实例2：

3.2 常量

常量就是被const修饰的字段。

常量的特点：

类成员常量类似于局部变量。区别在于常量在类声明中，而局部变量在方法中。
常量在堆中没有自己的存储位置，它在编译时被编译器替换。（类似C、C++中的#define）
常量可以用类名直接访问。
常量本质上就是静态的。

3.3 属性

属性是对字段的扩展。

根据面向对象语言的封装思想（见第十章），字段最好设置为private。这样能防止客户端直接对字段进行篡改，从而保证了内部成员的完整性的同时，也可以更好的为程序员提供编写的便利。而属性的作用就是为了访问类中的私有字段。

属性的语法：

访问修饰符数据类型字段名{get{return 字段名；}set{字段名=value；}}

3.3.1 属性的组成

属性由set访问器和get访问器组成。

属性可以只包含set或get，当只包含一个访问器时，另一个可以省略、或者在前面加访问修饰符private。

属性除了开头的语法，还有三种写法：

只包含get访问器，为只读属性。
只包含set访问器，为只写属性。
只声明属性（自动实现属性）

属性的示例：设置一个人的年龄字段，将赋值范围设置在0-150之间
public class People{//私有字段声明private int age；private string name;private string sex;private string high;//公有属性：属性类型必须和字段属性一致public  string  Age{//get访问器：负责对字段值进行读取（返回字段）get{return age；}//set访问器：负责对字段值进行赋值（把用户传入的值赋给字段）//set访问器里有隐式参数valueset{//设置年龄范围在0-150之间if(value<0 || value>150){//抛出异常代码throw(new ArgumentOutOfRangeException("AgeIntProPery"),value,"年龄必须在0-150之间"）)；}//value是隐式参数：表示用户传入的值age=value；}}//只读属性public string Sex{get{return sex；}}//只写属性public string Name{private get{return name；}set{name=value；}}//自动实现属性public string High{get;set;}
}

属性字段命名规范：

对于私有字段，为Camle写法，即age、name这种。
对于属性名，为Pascal写法，即Age、Name这种。

3.3.2 静态属性

静态属性与静态字段类似。 若用static来修饰属性，则属性为静态属性。

静态属性有以下特点：

静态属性属于类级别，无法通过实例对象访问。
也不能访问类的实例成员，但能被实例成员访问。
在类的内部，可以仅使用名称来引用静态属性
在类的外部，可以通过类名或者using static结构来引用静态属性

实例：

public class People
{//静态字段public static string Name;//静态属性public static string Name{get{return Name;}set{Name = value;}}
}

3.4 构造函数

构造函数主要用于初始化类的实例状态。当我们用构造函数创建一个对象时，构造函数会为对象分配空间，并初始化类的成员。

使用构造函数的要求：

如果希望从类的外部创建类的实例，需要将构造函数声明为public
构造函数名和类名相同
构造函数不能有返回值

构造函数分为两种：实例构造函数、静态构造函数。

3.4.1 实例构造函数

实例构造函数用于创建和初始化类的实例。

其中使用new运算符创建对象的过程，其实是在调用实例构造函数来初始化类中所有实例成员。

实例构造函数的特点：

构造函数可以有参数。
构造函数可以进行方法重载。
如果没有为类显示地定义一个构造函数，则C#编译器会自动生成一个函数体为空的默认无参的实例构造函数。如果有至少一个显示构造函数，则C#编译器不会自动生成多的构造函数。
可以为构造函数添加访问修饰符。

使用实例构造函数的条件：

构造函数必须和类同名。
构造函数不允许有返回类型。

//实例构造函数示例：
class People
{private string name;//只读属性public string Name{get{return name;}}//实例构造函数//被public关键字修饰的构造函数,称为公共构造函数//被private关键字修饰的构造函数，称为私有构造函数public People(){name="憨憨一号";}public people(string name){//this关键字指代当前类的实例，可以理解为当前实例对象的引用。this.name=name;}
}class Program
{static void Main(string[] args){People one=new People();People two=new People("憨憨二号");Console.Writeline(one.Name)；    //打印“憨憨一号”Console.Writeline(two.Name)；    //打印“憨憨二号”}
}

注意：如果一个类只定义了一个或多个私有构造函数，而没有其他公共构造函数，则其他类就不能通过调用该类的私有构造函数来创建类的实例。

私有构造函数最典型的应用是设计模式中单例模式的实现。

单例模式是C#中的一种设计模式，他是指在设计一个类时，需要保证整个程序在运行期间只存在一个实例对象。

//设计模式中单例模式的实现：
class People
{//声明私有字段private string name;//声明一个公开的、静态的、类类型的变量public static People people;//声明属性public string Name{get{return name;}}//私有构造函数，只能在类的内部调用//也就是说用私有构造函数只能在类定义时被实例化private People(){Console.Writeline("私有函数被调用");this.name="Learning Hard";}//静态方法,用于返回类的实例public static People GetInstance(){//将实例对象的引用赋值给变量people=new People();return people;}
}
class Program
{static void Main(string[] args){//通过调用GetInstance（）静态方法返回一个Person的实例//此时不能使用new运算符来创建实例，即不能使用People one=new People（）来创建实例People one=People.GetInstance();Console.Writeline("类实例的Name属性为{0}",one.Name);}
}

3.4.2 静态构造函数

静态构造函数用于初始化类中的静态成员。

在创建第一个实例或引用任何静态成员之前，CLR（公共语言运行时）都将自动调用静态构造函数。

class People
{private static string name;//声明属性public static string Name{get{return name;}}static People(){Console.WriteLine("静态函数被调用");name="Learning Hard";}}
class Program
{static void Main(string[] args){Console.WriteLine(People.Name);Console.WriteLine(People.Name);}
}

结果如下：

从上述代码我们可知静态构造函数有以下特点：

静态构造函数只会执行一次
静态构造函数不能使用任何访问修饰符，也不能带任何参数
不能直接调用静态构造函数
在程序中，我们无法控制执行静态构造函数的时机

3.5 析构函数

析构函数用于类销毁之前释放类实例所使用的托管和非托管资源。

析构函数的作用：

对于C#应用程序所创建的大多数对象，都可以使用.NET框架的垃圾回收器（GC）来隐式地执行内存管理任务，但如创建了一个封装非托管资源的对象，在应用程序使用完这些非托管资源之后，垃圾回收器就需要运行对象的析构函数（即Finalize方法）来释放这些资源。

使用析构函数的要求：

只能在类中使用析构函数。
一个类只能有一个析构函数。
无法继承或重载析构函数。
无法显示地调用析构函数，由垃圾回收器自动调用。
析构函数没有参数和修饰符。

代码示例：

class People
{//析构函数~People(){Console.WriteLine("析构函数被调用");}
}
//该析构函数隐式调用了基类Object的Finalize方法，上面代码中的析构函数将被隐式转化为以下代码//
//override
protectd override void Finalize()
{try{Console.WriteLine("析构函数被调用");}finally{//调用基类方法base.Finalize();}
}

3.6 索引器

当一个类包含数组成员时，使用索引器可以大大地简化类中数组的访问。

3.6.1 this关键字

this关键字在类中使用，是对当前实例的引用。

this关键字的使用要求：

它只能出现在以下类成员的代码块中
- 实例构造函数
- 实例方法
- 属性和索引器的实例访问器
静态成员不是实例的一部分，所以不能在任何静态函数成员的代码中使用this关键字

this关键字的用途：

用于区分类的成员和局部变量或参数
作为调用方法的实参

//实例：创建一个方法，将一个恒定值与输入的值作比较，返回最大值
class Program
{private int a;//this.a为恒定值，而a为输入的形参（形参名与变量名相同是不推荐的哦）public int Add(int a){return a>this.a?a:this.a;}
}

3.6.2 索引器的语法

索引器的定义类似属性，也具有get访问器和set访问器。

索引器的语法格式：

访问修饰符数据类型 this[索引类型 index]

{

get{//返回类中某个元素}

set{//对类中数组元素赋值}

}

//其中数据类型指的是要存取的数组的类型

//索引类型表示该索引器使用哪一个类型的索引来存取数组元素（可以为整形或字符串型）

示例：索引器也是一种针对私有字段进行访问的方式

class People
{//可容纳10个整数的整数数组private int[] intarray = new int[10];//索引器的定义//this表示所操作的是类对象的数组成员（可以简单理解为索引器的名称，注意索引器不能自定义名称）public int this[int index]{get{return intarray[index];}set{intarray[index] = value;}}
}class Program
{static void Main(string[] args){People one=new People();one[0]=1;one[1]=2;one[2]=3;one[3]=4;}
}

4.类的实例

类的声明只是用于创建类的实例的蓝图。一旦类被声明，就可以创建类的实例。

4.1实例化

前面介绍了类中可以创建的类成员，但想要访问这些实例成员，必须通过类的实例对象来完成。而要得到一个类的实例对象，就必须先声明一个该类类型的变量，然后使用new运算符后跟类的实例构造函数来完成实例化。

4.1.1 实例对象

实例对象由变量和对象创建表达式组成。

创建变量
- 类是引用类型，其变量为数据引用和实际数据都申请了内存。
- 此变量所分配内存是用来保存引用的。
对象创建表达式
- 对象创建表达式由关键字new后面跟一个类构造函数及其参数列表组成。
- new运算符为任意指定类型的实例分配并初始化内存。它依据类成员类型的不同从栈和堆里分配内存。

类的实例语法：类类型变量 = new 类类型（）；

//类类型变量 是创建变量

//new 类类型（）； 是对象创建表达式

4.1.2 对象初始化语句

对象初始化语句扩展了创建语法，在表达式尾部放置一组成员初始化语句。

利用对象初始化语句，可以创建新的对象实例，设置字段和属性的值。

两种语法：

new TypeName {变量名=初始值，变量名=初始值，...}

new TypeName(参数){变量名=初始值，变量名=初始值，...}

注意：

初始化发生在构造方法执行之后，因此要注意构造方法中初始化的值可能会在之后对象初始化中重置。

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3.1.2 显示字段和隐式字段的初始化

3.1.3 字段的修饰符：readonly关键字&const关键字

3.1.4 静态字段

3.2 常量

3.3 属性

3.3.1 属性的组成

3.3.2 静态属性

3.4 构造函数

3.4.1 实例构造函数

3.4.2 静态构造函数

3.5 析构函数

3.6 索引器

3.6.1 this关键字

3.6.2 索引器的语法

4.类的实例

4.1实例化

4.1.1 实例对象

4.1.2 对象初始化语句

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