C#程序设计.唐大仕.03.面向对象的C#语言(2)

Posted on 2021-10-02 In csharp.tds Views: 12

修饰符、接口、结构及枚举、面向对象编程、UML 类图、编程规范

中国大学慕课

面向对象的C#语言

4. 修饰符

访问控制符

访问控制符	同类中	相同程序集的子类	相同程序集的非子类	不同程序集的子类	不同程序集的非子类
public	$✓$	$✓$	$✓$	$✓$	$✓$
protected internal	$✓$	$✓$	$✓$	$✓$
protected	$✓$	$✓$		$✓$
internal	$✓$	$✓$	$✓$
private	$✓$

protected 保证子类（逻辑），internal 保证相同程序集（物理）
程序集：项目编译成同一个 exe 和 dll 文件，这一组文件称为一个程序集

static

static的字段、方法、属性是属于整个类的
static 方法中，不能访问实例变量
- 例如不能使用 this
调用 static 方法时，直接用类名访问

1	Console.WriteLine("")

static 变量可以用来表示全局变量
- 定义一个类，里面的所有变量都是 static 的，当作全局变量使用
在 c#2.0 中，类名也可以用 static 来修饰
- 称为 static 类
- 所有字段、方法都是 static 的

static class StaticClass {
    public static int A;
    // public int B; // error CS0708: "StaticClass.B": 不能在静态类中声明实例成员
}

static 构造方法

static 构造方法只会调用一次，但其调用时间是不确定的

using System;

class Person {
    public static int TotalNum;
    static Person() {
        Console.WriteLine("Person: static constructor");
        TotalNum = 100;
    }

    public Person() {
        Console.WriteLine("Person: constructor");
    }

    public static void Main() {
        Person p = new Person();
    }
}

/* output
Person: static constructor
Person: constructor
*/

const 与 readonly

const 相当于静态常量
- Math.PI
readonly 相当于不可改量，只能赋一次值
- String.Empty
- 在构造方法中赋值，或者在声明时就赋值
const 只能用于基本类型及 string

using System;

class Person {
    public string Name;
    public Person(string name) {
        this.Name = name;
    }

    public static void Main() {
        Person p1 = new Person("a");
        // const Person p2 = p1; // error CS0133: 指派给 "p2" 的表达式必须是常量

        const string s1 = "string";
        // s1 = "s"; //  error CS0131: 赋值号左边必须是变量、属性或索引器
    }
}

readonly 只能修饰字段，而 const 还可以修饰局部变量

sealed 和 abstract

sealed类，不可继承(也有利于编译优化)
- 如 String Console Math Convert Graphics Font
abstract类，不可实例化（new）
- 如 Array, RandomNumberGenerator
- abstract 的方法体，不用{}，用;
  - abstract 类型方法名(参数列表);
  - abstract 类型属性名{get;set;}

// 通过编译
abstract class AbstractClass {
    public AbstractClass() {
        Console.WriteLine("AbstractClass: constructor");
    }
    public abstract void fun1();
    public void fun2() { }
    public int A;
}

5. 接口

接口实际上是一个约定
- 如：ICloneable、IComparable
接口是抽象成员的集合
- ICloneable 含有方法 clone()
- IComparable 含有方法 compare()
接口是一个引用类型，比抽象类更抽象

接口能够帮助实现多重继承

例子

接口的用处

实现不相关类的相同行为
- 不需要考虑这些类之间的层次关系
通过接口可以了解对象的交互界面，而不需了解对象所对应的类

public sealed class String :
IComparable, ICloneable, IConvertible, IEnumerable {
    // ...
}

定义一个接口

所有的接口都是 public、abstract 的，但是不需要显式声明
- 不能显式写出来

public interface IStringList {
    void Add(string s);
    int Count { get; }
    string this[int index] { get;set; }
}

实现接口

class 类名 : [父类, ] 接口, 接口, ..., 接口 {
    // 实现接口的方法
    public 方法 () {
        // ...
    }
}

显式接口成员实现

在实现多个接口时，如果不同的接口有同名的方法，
为了消除歧义，需要在方法名前写接口名

1
2
3

void IWindow.Close () {
    // ...
}

调用时，只能用接口调用（强制类型转换）

1	((IWindow)f).Close();

例子

using System;
class InterfaceExplicitImpl {
    static void Main() {
        FileViewer f = new FileViewer();
        f.Test();
        ((IWindow)f).Close();
        IWindow w = new FileViewer();
        w.Close();
    }
}

interface IWindow {
    void Close();
}

interface IFileHandler {
    void Close();
}

class FileViewer : IWindow, IFileHandler {
    void IWindow.Close () {
        Console.WriteLine( "Window Closed" );
    }

    void IFileHandler.Close() {
        Console.WriteLine( "File Closed" );
    }

    public void Test() {
        ((IWindow)this).Close();
    }
}

6. 结构及枚举

结构 struct

结构常用来表示较简单的多个分量（字段）
Point、Color、Size、DateTime、Int32

public struct Int32 :
IComparable, IFormattable, IConvertible,
IComparable<int>, IEquatable<int> {
    // ...
}

可以有方法、属性等其他成员

结构的例子

struct Point {
    public double x, y;
    public Point(double x, double y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    public double R() {
        return Math.Sqrt(x*x+y*y);
    }
}

结构和类的区别

struct 是值类型
- 结构不能包含无参数构造方法
- 每个字段在定义时，不能给初始值
- 构造方法中，必须对每个字段进行赋值
struct 是 sealed 的，不能被继承
实例化时，使用 new，但与引用型变量的内存是不同的

1	Point p = new Point(100,80);

值类型变量在赋值时，实行的是字段的 copy

using System;

struct MPoint {
    // public double x = 1.0, y = 1.0;
    // error CS0573: "MPoint": 结构中不能实例属性或字段初始值设定项

    public double x, y;

    // error CS0568: 结构不能包含显式的无参数构造函数
    // public MPoint() {}

    public MPoint(double x, double y) {
         this.x = x;
         // 如果注释掉上面一行的赋值语句则报错
         // error CS0171: 在控制返回调用方之前，字段"MPoint.x"必须完全赋值
         this.y = y;
    }
}

// 接口列表中的类型 "MPoint" 不是接口
// error CS0527: struct MMPoint : MPoint {}

interface AA {}
// OK
struct MMM : AA {}

class TestStruct {
    public static void Main() {
        MPoint p1 = new MPoint(1.0, 1.0);
        MPoint p2 = p1;
        p1.x = 2.0;
        Console.WriteLine("p1.x: " + p1.x);
        Console.WriteLine("p2.x: " + p2.x);
    }
}

/* output
p1.x: 2
p2.x: 1
*/

枚举 enum

枚举实际上是有意义的整数
- FontStyle、GraphicsUnit、KnownColor、DockStyle、DialogResult
例子

using System;

enum MColor {
    Red,
    Green = 1,
    Blue = 2
}

class TestStruct {
    public static void Main() {
        Console.WriteLine(MColor.Red);
    }
}

/* output
Red
*/

用法

// 赋值
MColor c = MColor.Red;

// 比较
if(c == MColor.Red) {
    // ...
}

// 选择
switch(c) {
    case MColor.Red:
        // ..
        break;
        // ...
}

与字符串的转化

using System;

enum MColor {
    Red,
    Green = 1,
    Blue = 2
}

class TestStruct {
    public static void Main() {
        MColor c = MColor.Red;
        Console.WriteLine(c.ToString());
        Console.WriteLine(
            (MColor) Enum.Parse(typeof(MColor), "Red")
        );
    }
}

/* output
Red
Red
*/

结构和枚举比较

结构主要用来表示多个分量
枚举主要用来表示符号化的常量
它们都是值类型

7. 面向对象编程

Object Oriented 方法的三大特点
- 继承 inheritance
  - 子类继承父类的成员，还可增加、调用、隐藏
  - 提高软件模块的可重用性和可扩充性
- 封装 encapsulation
  - 使用接口，而不关心具体的类
  - 使用属性，而将字段设为private
- 多态 polymorphism
  - 相同的方法，不同的参数
  - 自动调用子类相应的方法（虚方法调用，以后讲）

8. UML 类图

UML，统一建模语言
有类图、状态图、时序图等多种图形
http://www.uml.org.cn/

VS 中的类关系图

在项目上，点右键，”查看类关系图“
添加新项，其他项，类关系图
- 然后将相应的类文件拖动到该 “类关系图” 中
UML 工具
- IBM Rational XDE for .NET
- Borland Together
- Microsoft Visio
正向工程，由UML图自动产生代码
反向工程，由代码自动产生UML图

9. 编程规范

数字要有意义，不能天上掉下来
常用手段
- 使用变量 delta = 100
- 使用常量 const int MAX_LEN = 1000
- 使用系统常量 Math.PI
- 使用枚举