<展現C#> 第五章類 (1) 

2019-11-18 22:07:07

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第五章  類(1)
       前一章討論了數據類型和它們的用法?，F在我們轉移到C#中至關重要的結構——類。沒有了類，就連簡單的C#程序都不能編譯。這一章假定你知道了一個類的基本組成部分：方法、屬性、構造函數和析構函數。 C#在其中增加了索引和事件。
       在這一章中，你學到下列有關類的話題。
      。使用構造函數和析構函數
      。給類寫方法
      。給一個類增加屬性存取標志
      。實現索引
      。創建事件并通過代表元為事件關聯客戶
      。應用類、成員和存取修飾符。

5.1  構造函數和析構函數
          在你可以訪問一個類的方法、屬性或任何其它東西之前，第一條執行的語句是包含有相應類的構造函數。甚至
你自己不寫一個構造函數，也會有一個缺省的構造函數提供給你。

class TestClass
{
public TestClass(): base() {} // 由編譯器提供
}

       一個構造函數總是和它的類名相同，但是，它沒有聲明返回類型?？傊?，構造函數總是public的，你可以用它們來
初始化變量。

public TestClass()
{
// 在這給變量
// 初始化代碼等等。
}

       如果類僅包含靜態成員(能以類型調用，而不是以實例調用的成員)，你可以創建一個PRivate的構造函數。
private TestClass() {}
       盡管存取修飾符在這一章的后面將要大篇幅地討論，但是private意味著從類的外面不可能訪問該構造函數。所
以，它不能被調用，且沒有對象可以自該類定義被實例化。
       并不僅限于無參數構造函數——你可以傳遞初始參數來初始化成員。
       public TestClass(string strName, int nAge) { ... }

       作為一個C/C++程序員，你可能習慣于給初始化寫一個附加的方法，因為在構造函數中沒有返回值。當然，盡管在
C#中也沒有返回值，但你可以引發一個自制的異常，以從構造函數獲得返回值。更多有關異常處理的知識在第七章 "異常
處理"中有討論。
       但是，當你保留引用給寶貴的資源，應該想到寫一個方法來解決：一個可以被顯式地調用來釋放這些資源。問題是
當你可以在析構函數(以類名的前面加"~"的方式命名)中做同樣的事情時，為何還要寫一個附加的方法.
public ~TestClass()
{
// 清除
}

    你應該寫一個附加方法的原因是垃圾收集器，它在變量超出范圍后并不會立即被調用，而僅當間歇期間或內存條件滿
足時才被觸發。當你鎖住資源的時間長于你所計劃的時間時，它就會發生。因此，提供一個顯式的釋放方式是一個好主
意，它同樣能從析構函數中調用。

public void Release()
{
// 釋放所有寶貴的資源
}

public ~TestClass()
{
Release();
}

    調用析構函數中的釋放方法并不是必要的——總之，垃圾收集會留意釋放對象。但沒有忘記清除是一種良好的習慣。

5.2  方法
     既然對象能正確地初始化和結束，所剩下來的就是往類中增加功能。在大多數情況下，功能的主要部分在方法中能得
到實現。你早已見過靜態方法的使用，但是，這些是類型(類)的部分，不是實例(對象)。
    為了讓你迅速入門，我把這些方法的煩瑣問題安排為三節：
。方法參數
。改寫方法
。方法屏蔽
5.2.1  方法參數
  因方法要處理更改數值，你多多少少要傳遞值給方法，并從方法獲得返回值。以下三個部分涉及到由傳遞值和為調用者
獲取返回結果所引起的問題。

。輸入參數
。引用參數
。輸出參數

5.2.1.1  輸入參數
  你早已在例子中見過的一個參數就是輸入參數。你用一個輸入參數通過值傳遞一個變量給一個方法——方法的變量被調
用者傳遞進來的值的一個拷貝初始化。清單5.1 示范輸入參數的使用。

清單  5.1 通過值傳遞參數

1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5:  public int CalcSquare(int nSideLength)
6:  {
7:   return nSideLength*nSideLength;
8:  }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13:  public static void Main()
14:  {
15:   SquareSample sq = new SquareSample();
16:   Console.WriteLine(sq.CalcSquare(25).ToString());
17:  }
18: }

   因為我傳遞值而不是引用給一個變量，所以當調用方法時(見第16行)，可以使用一個常量表達式(25)。整型結果被傳回
給調用者作為返回值，它沒有存到中間變量就被立即顯示到屏幕上。
    輸入參數按C/C++程序員早已習慣的工作方式工作。如果你來自VB，請注意沒有能被編譯器處理的隱式ByVal或ByRef—
—如果沒有設定，參數總是用值傳遞。
     這點似乎與我前面所陳述的有沖突：對于一些變量類型，用值傳遞實際上意味著用引用傳遞。迷惑嗎? 一點背景知識
也不需要：COM中的東西就是接口，每一個類可以擁有一個或多個接口。一個接口只不過是一組函數指針，它不包含數據。
重復該數組會浪費很多內存資源；所以，僅開始地址被拷貝給方法，它作為調用者，仍然指向接口的相同指針。那就是為
什么對象用值傳遞一個引用。

5.2.1.2  引用參數
    盡管可以利用輸入參數和返回值建立很多方法，但你一想到要傳遞值并原地修改它(也就是在相同的內存位置)，就沒
有那么好運了。這里用引用參數就很方便。
void myMethod(ref int nInOut)
   因為你傳遞了一個變量給該方法(不僅僅是它的值)，變量必須被初始化。否則，編譯器會報警。清單 5.2 顯示如何用
一個引用參數建立一個方法。

清單 5.2  通過引用傳遞參數

1: // class SquareSample
2: using System;
3:
4: public class SquareSample
5: {
6:  public void CalcSquare(ref int nOne4All)
7:  {
8:   nOne4All *= nOne4All;
9:  }
10: }
11:
12: class SquareApp
13: {
14:  public static void Main()
15:  {
16:   SquareSample sq = new SquareSample();
17:
18:   int nSquaredRef = 20; // 一定要初始化
19:   sq.CalcSquare(ref nSquaredRef);
20:   Console.WriteLine(nSquaredRef.ToString());
21:  }
22: }

   正如所看到的，所有你要做的就是給定義和調用都加上ref限定符。因為變量通過引用傳遞，你可以用它來計算出結果
并傳回該結果。但是，在現實的應用程序中，我強烈建議要用兩個變量，一個輸入參數和一個引用參數。

5.2.1.3  輸出參數
   傳遞參數的第三種選擇就是把它設作一個輸出參數。正如該名字所暗示，一個輸出參數僅用于從方法傳遞回一個結果。
它和引用參數的另一個區別在于：調用者不必先初始化變量才調用方法。這顯示在清單5.3中。

清單  5.3  定義一個輸出參數

1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5:  public void CalcSquare(int nSideLength, out int nSquared)
6:  {
7:   nSquared = nSideLength * nSideLength;
8:  }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13:  public static void Main()
14:  {
15:   SquareSample sq = new SquareSample();
16:
17:   int nSquared; // 不必初始化
18:   sq.CalcSquare(15, out nSquared);
19:   Console.WriteLine(nSquared.ToString());
20:  }
21: }

5.2.2  改寫方法
    面向對象設計的重要原則就是多態性。不要理會高深的理論，多態性意味著：當基類程序員已設計好用于改寫的方法
時，在派生類中，你就可以重定義(改寫)基類的方法?；惓绦騿T可以用 virtual 關鍵字設計方法：
virtual void CanBOverridden()
    當從基類派生時，所有你要做的就是在新方法中加入override關鍵字：
override void CanBOverridden()
    當改寫一個基類的方法時，你必須明白，不能改變方法的訪問屬性——在這章的后面，你會學到更多關于訪問修飾符
的知識。
    除了改寫基類方法的事實外，還有另一個甚至更重要的改寫特性。當把派生類強制轉換成基類類型并接著調用虛擬方
法時，被調用的是派生類的方法而不是基類的方法。
((BaseClass)DerivedClassInstance).CanBOverridden();
       為了演示虛擬方法的概念，清單 5.4 顯示如何創建一個三角形基類，它擁有一個可以被改寫的成員方法
（ComputeArea）。

清單 5.4   改寫一個基類的方法

1: using System;
2:
3: class Triangle
4: {
5:  public virtual double ComputeArea(int a, int b, int c)
6:  {
7:   // Heronian formula
8:   double s = (a + b + c) / 2.0;
9:   double dArea = Math.Sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
10:   return dArea;
11:  }
12: }
13:
14: class RightAngledTriangle:Triangle
15: {
16:  public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
17:  {
18:   double dArea = a*b/2.0;
19:   return dArea;
20:  }
21: }
22:
23: class TriangleTestApp
24: {
25:  public static void Main()
26:  {
27:   Triangle tri = new Triangle();
28:   Console.WriteLine(tri.ComputeArea(2, 5, 6));
29:
30:   RightAngledTriangle rat = new RightAngledTriangle();
31:   Console.WriteLine(rat.ComputeArea(3, 4, 5));
32:  }
33: }

    基類Triangle定義了方法ComputeArea。它采用三個參數，返回一個double結果，且具有公共訪問性。從Triangle類派
生出的是RightAngledTriangle，它改寫了ComputeArea 方法，并實現了自己的面積計算公式。兩個類都被實例化，且在命
名為TriangleTestApp的應用類的Main() 方法中得到驗證。
我漏了解釋第14行：
class RightAngledTriangle : Triangle
    在類語句中冒號（：）表示RightAngledTriangle從類 Triangle派生。那就是你所必須要做的，以讓C#知道你想把
Triangle當作RightAngledTriangle的基類。
     當仔細觀察直角三角形的ComputeArea方法時，你會發現第3個參數并沒有用于計算。但是，利用該參數就可以驗證是
否是“直角”。如清單5.5所示。

清單 5.5   調用基類實現

1: class RightAngledTriangle:Triangle
2: {
3:  public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
4:  {
5:   const double dEpsilon = 0.0001;
6:   double dArea = 0;
7:   if (Math.Abs((a*a + b*b - c*c)) > dEpsilon)
8:   {
9:    dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
10:   }
11:   else
12:   {
13:    dArea = a*b/2.0;
14:   }
15:
16:   return dArea;
17:  }
18: }

  該檢測簡單地利用了畢達哥拉斯公式，對于直角三角形，檢測結果必須為0。如果結果不為0，類就調用它基類的
ComputeArea來實現。
dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
  例子的要點為：通過顯式地利用基類的資格檢查，你就能輕而易舉地調用基類實現改寫方法。
當你需要實現其在基類中的功能，而不愿意在改寫方法中重復它時，這就非常有幫助。

5.2.3 方法屏蔽
    重定義方法的一個不同手段就是要屏蔽基類的方法。當從別人提供的類派生類時，這個功能特別有價值?？辞鍐?
5.6，假設BaseClass由其他人所寫，而你從它派生出 DerivedClass 。

清單 5.6   Derived Class 實現一個沒有包含于 Base Class中的方法

1: using System;
2:
3: class BaseClass
4: {
5: }
6:
7: class DerivedClass:BaseClass
8: {
9:  public void TestMethod()
10:  {
11:   Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
12:  }
13: }
14:
15: class TestApp
16: {
17:  public static void Main()
18:  {
19:   DerivedClass test = new DerivedClass();
20:   test.TestMethod();
21:  }
22: }

    在這個例子中， DerivedClass 通過TestMethod()實現了一個額外的功能。但是，如果基類的開發者認為把
TestMethod()放在基類中是個好主意，并使用相同的名字實現它時，會出現什么問題呢？（見清單5.7）

清單 5.7    Base Class 實現和 Derived Class相同的方法

1: class BaseClass
2: {
3:  public void TestMethod()
4:  {
5:   Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6:  }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11:  public void TestMethod()
12:  {
13:   Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14:  }
15: }

在優秀的編程語言中，你現在會遇到一個真正的大麻煩。但是，C#會給你提出警告：
hiding2.cs(13,14): warning CS0114: 'DerivedClass.TestMethod()' hides inherited member 'BaseClass.TestMethod
()'. To make the current method override that implementation, add the override keyWord. Otherwise add the
new keyword.
（hiding2.cs(13,14):警告  CS0114:'DerivedClass.TestMethod()' 屏蔽了所繼承的成員'BaseClass.TestMethod()'。要
想使當前方法改寫原來的實現，加上 override關鍵字。否則加上新的關鍵字。）
具有了修飾符new，你就可以告訴編譯器，不必重寫派生類或改變使用到派生類的代碼，你的方法就能屏蔽新加入的基類方
法。清單5.8  顯示如何在例子中運用new修飾符。

清單  5.8   屏蔽基類方法

1: class BaseClass
2: {
3:  public void TestMethod()
4:  {
5:   Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6:  }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11:  new public void TestMethod()
12:  {
13:   Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14:  }
15: }

使用了附加的new修飾符，編譯器就知道你重定義了基類的方法，它應該屏蔽基類方法。但是，如果你按以下方式編寫：
DerivedClass test = new DerivedClass();
((BaseClass)test).TestMethod();
  基類方法的實現就被調用了。這種行為不同于改寫方法，后者保證大部分派生方法獲得調用。

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