C#对象和类型——C#高级编程第三章

　　本节内容：类和结构的区别、类成员、按值和按引用传送参数、方法重载、构造函数和静态构造函数、只读字段、部分类、静态类、Object类(基类)。

一、类和结构

类用class修饰，结构用struct修饰。如：

class PhoneCustomer
{
    public const string DayOfSendingBill="Monday";
    public int CustomerID;
    public string FirstName;
    public string LastName;
}

struct PhoneCustomerStruct
{
    public const string DayOfSendingBill="Monday";
    public int CustomerID;
    public string FirstName;
    public string LastName;
}

　　结构和类的区别是它们在内存中的存储方式、访问方式(类是存储在堆上的引用类型，而结构是存储在栈上的值类型)和它们的一些特征(如结构不支持继承)。较小的数据类型使用结构可以提高性能。在语法上，两者十分相似。对于类和结构都使用new来声明实例：这个关键字创建对象并对其进行初使化。

二、类：类中的数据和函数称为类的成员

1.数据成员：是包含类的数据——字段、常量、事件的成员，数据成员可以是静态数据，类成员总是实例成员，除非用static进行显示声明。一旦实例化PhoncCustomer对象,就可以使用语法Object.FieldName来访问这些字段,如下：

PhoneCustomer Customer = new PhoneCustomer();
Customer.FirstName="Simon";

2.函数成员：提供了操作类中数据的某些功能，包括方法、属性、构造函数和终结器(finalizer)、运算符以及索引器。

　　给方法传递参数可以通过引用或值传递给方法，在通过引用传递(ref,out)时，被调用的方法得到的就是这个变量，所以在方法内部对变量进行的任何改变在方法退出后仍旧有效，而如果变量通过值传递给方法，被调用的方法得到的是变量的一个相同副本，在方法退出后，对变量进行的任何修改会丢失。对于复杂的数据类型，按引用传递效率更高，因为按值传递时必须复制大量的副本。在C#中，除非特殊说明，所有的参数都是通过值来传递。请看下面的例子：

public static int Main() 
{
    int i = 0;
    int[] ints = {0,1,2,4,8};
    Console.WriteLine("i = " + i);
    Console.WriteLine("ints[0] = " + ints[0]);
    Console.WriteLine("Calling SomeFunction...");
    someFunction(ints, i);
    Console.WriteLine("i = " + i);
    Console.WriteLine("ints[0] = " + ints[0]);
    return 0;
}

static void someFunction(int[] ints,int i)
{
    ints[0] = 100;
    i=100;
}

输出结果为：

i=0
ints[0]=0
Calling SomeFunction...
i=0
ints[0]=100

注意，i的值保持不变，而在ints中改变的值在原始数组中也改变了！string虽然是引用类型，但是在传递时，对字符串的任何改变不会影响原始字符串。

如果想让方法体内的改变影响到方法外，用ref或out关键字修饰即可。

命名参数：一般参数需要按定义的顺序传送给方法，而命名参数允许按任意顺序传递。如：

 string FullName(string firstName,string lastName)
 {
     return firstName+""+lastName;
 }
 下面的调用会返回相同的全名：
 FullName("Join","Doe");
FullName(lastName:"Doe",firstName:"Join");

可选参数：必须为可选参数提供默认值，可选参数必须是方法定义的最后一个参数。

方法的重载：C#支持方法重载——方法的多个版本有不同的签名(方法名相同，但参数个数或类型不同)。但是2个方法不能仅在返回类型上有区别，也不能根据参数声明为ref和out来区分。

属性：它是一个方法或一对方法，在客户端代码看来，它是一个字段，如Windows的Height属性：mainForm.Height=400;属性有只读只写属性、自动属性(不能严重有效性，必须为可读写属性)。

3.构造函数：一个与类同名没有返回值的方法。如果不显示声明，系统会自动创建一个默认构造函数。一旦显示声明构造函数，编译器就不会提供默认的构造函数。

　　C#的一个特性是可以给类编写一个无参的静态构造函数，这个函数只执行一次，而实例构造函数，只要类创建对象就会执行。编写静态构造函数的一个原因是：类的某些静态字段和属性，需要在第一次使用类之前，从外部源中初始化这些字段和属性。

　　构造函数初始化器：实现从构造函数调用其他构造函数，构造函数初始化器在构造函数的函数体之前执行，用this关键字修饰，如下：

class Car
{
    private string description;
    private int nWheels;
    public Car(string description,int nWheels)
    {
        this.description=description;
        this.nWheels=nWheels;
    }

    public Car(string description):this(description,4)
    {

    }
}

在执行Car myCar=new Car("proton persona")时，会先执行带2个参数的构造函数，C#构造函数初始化器可以包含对同一个类的另一个构造函数的调用，也可以包含对直接基类的构造函数的调用，使用base关键字代替this。初始化器不能有多个调用。

　　只读字段：类似常量，用readonly关键字修饰，比常量(const修饰)灵活的多，只读字段在运行前其值是未知的，只能在构造函数中给只读字段赋值，类的不同实例只读字段的值可以不同(实例只读字段)，也可以是静态的。如果有一个用于编辑文档的MDI程序，因为需要注册，所以要限制可以同时打开的文档数，显然不能在源代码中对最大数目进行硬编码，而是需要一个字段表示，这时就要使用只读字段。注意如果在构造函数中没有给只读字段赋值，它将是特定数据类型的默认值。

三、匿名类型：var关键字与new关键字一起使用时，可以创建匿名类型，匿名类型是一个继承自object且没有名称的类，该类的定义从初始化器中推断，类似隐式类型化的变量，如：

var caption = new {FirstName="James",MiddleName="T",LastName="Kirk"};

就会生成一个包含三个属性的对象。如果在创建一个类似的对象doctor，就可以设置caption=doctor。如果doctor的值来自于caption，可以简化初始化器，如下：

var doctor=new ｛caption.FirstName，caption.MiddleName，caption.LastName｝;

这些新对象的类型名未知，编译器为类型‘伪造’了一个名称，只有编译器才能使用它，我们不能使用新对象的任何类型反射。

四、结构：在需要一个小的数据结构时，类提供的功能多于我们需要的功能，由于性能原因，这时最后使用结构。

　　结构是值类型，他们存储在栈中或存储为内联(inline)，结构不支持继承，编译器总是为结构提供一个无参的默认构造函数，它是不允许替换的，使用结构可以指定字段如何在内存中的布局。

　　为结构创建实例时不需要使用new关键字，直接声明即可。注意在结构类型作为参数传递的时候，对结构赋值，结构的所有内容都被复制，而不是复制其引用，这时需要使用ref修饰，以免性能损失。

五、部分类：partial关键字允许把类、结构或接口放在多个文件中。在多个开发人员需要访问同一个类，或者某种类型的代码生成器生成了一个类的某部分，把类放在多个文件中是有意义的。在嵌套类型中，只要partial关键字在class关键字前面，就可以嵌套部分类，在把部分类编译到类型中时，属性、接口、泛型的参数属性和成员都会合并。

六、静态类：如果类只包含静态方法和属性，该类就是静态的，不能创建静态类的实例，静态类中的静态方法调用时只能通过类名调用。

七、Object类：所有.net类的基类，如果定义一个类的时候没有指定基类，编译器就会自动假设这个类派生自Object。所有类都可以调用Object定义的许多公有和受保护的成员方法。如：ToString(),GetHashTable(),Equals()和ReferenceEquals(),Finalize(),GetType(),MemberwiseClone()等方法。

八、扩展方法：在没有源代码时扩展类的功能时使用扩展方法。扩展方法是静态方法，它是类的一部分，但实际上没有放到该类的源代码中。如为Money类增加一个方法AddToAmount(decimal amountToAdd)：

public static class MoneyExtension
{
    public static void AddToAmount(this Money money,decimal amountToAdd)
    {
        money.Amount+=amountToAdd;
    }
}

　　对于扩展方法，第一个参数是要扩展的类型，放在this关键字后面，告诉编译器这个方法是Money类的一部分。在扩展方法中可以访问所扩展类的所有公有方法和属性。在主程序中，
AddToAmount方法看起来像是另一个方法，没有显示第一个参数，也不能对其做任何处理，调用时与其他方法相同：cash.AddToAmount(10m);，虽然扩展方法是静态的，但在调用时也要用标准的实例方法语法。如果类中存在与扩展方法同名的方法，此时调用时不会调用扩展方法。