第7章類(lèi)與對(duì)象

第7章類(lèi)與對(duì)象【本章導(dǎo)讀】本章通過(guò)對(duì)類(lèi)和對(duì)象的學(xué)習(xí)，讓讀者掌握面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念，掌握類(lèi)和對(duì)象之間的關(guān)系，學(xué)習(xí)類(lèi)、類(lèi)成員、構(gòu)造函數(shù)、方法重載、對(duì)象創(chuàng)建等基本知識(shí)，使得具備自定義類(lèi)的基本技能。在第二篇學(xué)習(xí)的Windows窗體、用戶(hù)界面控件、常用組件，都可以把他們看成一個(gè)一個(gè)的對(duì)象。在我們使用Windows窗體中的Button控件時(shí)，我們通過(guò)屬性面板中的Text屬性就可以修改顯示在上面的文本，那么為什么可以達(dá)到這種功能呢？在計(jì)算機(jī)里面已經(jīng)形成了Button類(lèi)，在這個(gè)類(lèi)里面封裝好了一個(gè)名為T(mén)ext的屬性，只要我們修改了這個(gè)屬性的值，計(jì)算機(jī)就會(huì)在按鈕的面上顯示出我們?cè)O(shè)定的值，實(shí)際上Button類(lèi)中還封裝了很多在我們編制程序的時(shí)候需要的功能。7.1面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)我們編制的C#應(yīng)用程序中的類(lèi)通常由我們程序員定義的類(lèi)和.NETFramework類(lèi)組成，而象Windows窗體中的Button控件就是.NETFramework提供的類(lèi)。在本部分，我們將學(xué)習(xí)C#中自定義類(lèi)和對(duì)象的相關(guān)知識(shí)。7.1面向?qū)ο蠓治雠c面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)7.2案例：交通工具研究乘客數(shù)量、車(chē)輪數(shù)量、車(chē)牌號(hào)和車(chē)重等相關(guān)特性具有顯示自我特性的方法具有超速時(shí)警示駕駛員的功能呢個(gè)問(wèn)題:解決交通工具中客車(chē)的一些相關(guān)問(wèn)題。7.2案例：交通工具－要解決的問(wèn)題能顯示該車(chē)能乘坐的乘客的數(shù)量、車(chē)輪數(shù)量、車(chē)牌號(hào)和車(chē)本身的重量，要求每次速度調(diào)整時(shí)能顯示是否在安全行駛速度的范圍內(nèi)。本章我們將通過(guò)逐步講解來(lái)完成本客車(chē)模型及其對(duì)象的創(chuàng)建。7.3.1類(lèi)的定義

在類(lèi)聲明中需要使用關(guān)鍵字class,其簡(jiǎn)單的定義格式為： class類(lèi)名 { 類(lèi)體 }請(qǐng)思考：類(lèi)是什么?為什么要?jiǎng)?chuàng)建類(lèi)？怎么創(chuàng)建類(lèi)？

7.3.1類(lèi)的定義請(qǐng)注意：類(lèi)體是以一對(duì)大括號(hào)開(kāi)始和結(jié)束的，在一對(duì)大括號(hào)后面可以跟一個(gè)分號(hào)，也可以省略分號(hào)類(lèi)體中的成員種類(lèi)較多，常見(jiàn)的有字段、屬性、方法和事件方法（Method）類(lèi)的所有成員的聲明均需在類(lèi)體中7.3.1類(lèi)的定義－【實(shí)作任務(wù)】定義的客車(chē)類(lèi) classPasstrain//類(lèi)名為Passtrain(客車(chē)) { //成員字段 //成員屬性 //成員方法 //成員事件 }定義了一個(gè)名為Passtrain的類(lèi)，此時(shí)類(lèi)體中未定義任何內(nèi)容。但對(duì)于我們要定義的客車(chē)類(lèi)的類(lèi)體應(yīng)該是不為空的，在下面我們將通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)客車(chē)類(lèi)的字段、屬性、方法和事件逐步完善。7.3.2字段字段是類(lèi)成員中最基礎(chǔ)也較重要的一個(gè)成員，是與對(duì)象或類(lèi)相關(guān)聯(lián)的變量。其作用主要是用于保存與類(lèi)有關(guān)的一些數(shù)據(jù)。它的聲明格式與普通變量的聲明格式基本相同，聲明位置沒(méi)有特殊要求，習(xí)慣上將字段說(shuō)明放在類(lèi)體中的最前面。定義字段的基本格式為：

訪(fǎng)問(wèn)修飾符數(shù)據(jù)類(lèi)型字段名

7.3.2字段先給出客車(chē)類(lèi)的字段定義classPasstrain//類(lèi)名為Passtrain(客車(chē)){//以下為成員字段----------------------------------------intweight;//此車(chē)的重量，privateintpassengers;//私有成員，標(biāo)準(zhǔn)容納乘客數(shù)publicintwheels;//公有成員，該客車(chē)的輪子數(shù) publicstringplate;//公有成員，車(chē)牌號(hào)}字段解析客車(chē)類(lèi)模型Passtrain中定義了四個(gè)成員，分別用于保存客車(chē)的重量、可容納的乘客數(shù)、輪子數(shù)和車(chē)牌號(hào)。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，類(lèi)里面的成員在定義時(shí)一般都要加上訪(fǎng)問(wèn)控制修飾符，以標(biāo)志該成員在哪些范圍能夠被訪(fǎng)問(wèn)得到。若聲明成員時(shí)沒(méi)有使用任何修飾符,則該成員被人為是私有的(private)。聲明類(lèi)中的成員時(shí)，使用不同的訪(fǎng)問(wèn)修飾符，表示對(duì)類(lèi)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限不同，C#中常見(jiàn)的訪(fǎng)問(wèn)修飾符除及其意義：public訪(fǎng)問(wèn)不受限制，可以被任何其它類(lèi)訪(fǎng)問(wèn)private訪(fǎng)問(wèn)只限于含該成員的類(lèi)，及只有該類(lèi)的其它成員能訪(fǎng)問(wèn)protected訪(fǎng)問(wèn)只限于含該成員的類(lèi)、及該類(lèi)的派生類(lèi)注意：若字段定義前面的訪(fǎng)問(wèn)修飾符沒(méi)有寫(xiě)出，則計(jì)算機(jī)會(huì)默認(rèn)認(rèn)為是私有字段private.對(duì)于公有訪(fǎng)問(wèn)（public）字段，我們可以通過(guò)“對(duì)象名.字段名”的形式訪(fǎng)問(wèn)，對(duì)于私有（private）和保護(hù)(protected)是不行的，如對(duì)于Passtrain的對(duì)象pss我們可以通過(guò)語(yǔ)句pss.wheels=4;為wheels字段賦值，而字段passengers是不行的。我們經(jīng)常會(huì)看到在類(lèi)前面有一個(gè)partial修飾符，該修飾符的作用允許將一個(gè)類(lèi)分布到多個(gè)文件之中，在編譯時(shí)會(huì)將各個(gè)部分再組合在一起。

7.3.3屬性類(lèi)字段一般定義為私有或受保護(hù)的，不容許外界訪(fǎng)問(wèn)。若需要外界訪(fǎng)問(wèn)此字段，我們可以利用本小節(jié)的屬性知識(shí)，提供給外界訪(fǎng)問(wèn)私有或保護(hù)字段的途徑。在前面第二篇中的5.2.2小節(jié)中我們通過(guò)設(shè)計(jì)器的屬性面板如圖7.2中的Text的更改從而可以修改窗體標(biāo)題欄上的文本。采用的就是這種方法，這也是類(lèi)模型設(shè)計(jì)的常見(jiàn)方法。圖7-2屬性面板7.3.3屬性C＃在類(lèi)中聲明屬性的語(yǔ)法格式：訪(fǎng)問(wèn)修飾符類(lèi)型屬性名{get{return字段名;}set{字段名=value;}}7.3.3屬性注意

實(shí)際上屬性是一個(gè)或兩個(gè)代碼塊，表示一個(gè)get訪(fǎng)問(wèn)器或一個(gè)set訪(fǎng)問(wèn)器。當(dāng)讀取屬性時(shí)，執(zhí)行g(shù)et訪(fǎng)問(wèn)器的代碼塊；當(dāng)賦予屬性一個(gè)新值時(shí)，執(zhí)行set訪(fǎng)問(wèn)器的代碼塊。不具有set訪(fǎng)問(wèn)器的屬性被視為只讀屬性。不具有g(shù)et訪(fǎng)問(wèn)器的屬性被視為只寫(xiě)屬性。同時(shí)具有這兩個(gè)訪(fǎng)問(wèn)器的屬性是讀寫(xiě)屬性。7.3.3屬性【實(shí)作任務(wù)】客車(chē)類(lèi)的屬性聲明classPasstrain//類(lèi)名為Passtrain(客車(chē)){//以下為成員字段----------------------------------------intweight;//此車(chē)的重量，privateintpassengers;//私有成員，標(biāo)準(zhǔn)容納乘客數(shù)publicintwheels;//公有成員，該客車(chē)的輪子數(shù)publicstringplate;//公有成員，車(chē)牌號(hào)//以下為成員屬性----------------------------------------//以下聲明公有訪(fǎng)問(wèn)屬性以訪(fǎng)問(wèn)私有的weight成員7.3.3屬性【實(shí)作任務(wù)】客車(chē)類(lèi)的屬性聲明－續(xù)

publicintWeight{get{returnweight;}//提供對(duì)weight的讀權(quán)限set{weight=value;}//提供對(duì)weight的寫(xiě)權(quán)限}//以下聲明公有訪(fǎng)問(wèn)屬性以訪(fǎng)問(wèn)私有的passengers成員publicintPassengers{get{returnpassengers;}//提供對(duì)passengers的讀權(quán)限}}7.3.4方法在前面，我們學(xué)習(xí)了類(lèi)成員中的字段和屬性，通過(guò)它們我們可以完成數(shù)據(jù)的存放和讀取，但若要完成其它的一些如顯示、計(jì)算等功能時(shí)，我們還要利用到類(lèi)中的第三個(gè)常見(jiàn)成員-方法。方法（method）是一種用于實(shí)現(xiàn)可以由對(duì)象或類(lèi)執(zhí)行的計(jì)算或操作的成員函數(shù)。在類(lèi)中定義聲明方法的基本語(yǔ)法格式為：

訪(fǎng)問(wèn)修飾符返回類(lèi)型方法名([參數(shù)列表]){方法體}7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)1．構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的方法成員，其主要作用是在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)初始化對(duì)象，每個(gè)類(lèi)都有構(gòu)造函數(shù)，即使我們沒(méi)有聲明，編譯器也會(huì)自動(dòng)地為我們提供一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，如果聲明了構(gòu)造函數(shù)，系統(tǒng)將不再提供默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。如果調(diào)用的是默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，系統(tǒng)將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)成員初始化為相應(yīng)的默認(rèn)值。例如，數(shù)值類(lèi)型被初始化為0，字符串類(lèi)型被初始化為null,邏輯類(lèi)型被初始化為false.7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)定義和使用構(gòu)造函數(shù)時(shí)必須要注意以下幾個(gè)問(wèn)題一個(gè)類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)通常與類(lèi)名相同；構(gòu)造函數(shù)不聲明返回類(lèi)型；一般地構(gòu)造函數(shù)總是public類(lèi)型的，如果是private類(lèi)型的，表明類(lèi)不能被實(shí)例化；在構(gòu)造函數(shù)中不要做對(duì)類(lèi)的實(shí)例進(jìn)行初始化以外的事情，也不要嘗試顯式地調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)【實(shí)作任務(wù)】客車(chē)類(lèi)有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)和無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)聲明 //聲明公有含參數(shù)的構(gòu)造方法 //參數(shù)we,p,wh,sp分別傳遞車(chē)重，載客量，車(chē)輪，車(chē)牌號(hào) publicPasstrain(intwe,intp,intwh,stringsp) { weight=we; wheels=wh; passengers=p; plate=sp; Console.WriteLine("客車(chē)類(lèi)的有參構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"); }7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)【實(shí)作任務(wù)】續(xù)客車(chē)類(lèi)有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)和無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)聲明 //聲明一個(gè)不含參數(shù)的構(gòu)造方法 publicPasstrain() { weight=100; passengers=20; wheels=4; plate="000000"; Console.WriteLine("客車(chē)類(lèi)的無(wú)參構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用"); }7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)2.析構(gòu)函數(shù)在類(lèi)的實(shí)例超出某個(gè)范圍時(shí)，我們總是希望它所占的存儲(chǔ)能被收回，以便能節(jié)省出計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間做其它的用途，C#提供了析構(gòu)函數(shù)，用于專(zhuān)門(mén)釋放被占用的系統(tǒng)資源。析構(gòu)函數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)要注意名字與類(lèi)名必須相同，同時(shí)在前面加符號(hào)～，析構(gòu)函數(shù)不接受任何參數(shù)也不返回任何值，若試圖聲明其它任何一個(gè)以符號(hào)～開(kāi)頭，而不與類(lèi)名相同的方法或者試圖讓析構(gòu)函數(shù)返回一個(gè)值都是不行的。析構(gòu)函數(shù)不能被繼承而來(lái)的，也不能顯式地調(diào)用，當(dāng)某個(gè)類(lèi)的實(shí)例被認(rèn)為不再有效，垃圾收集器會(huì)幫助我們完成這些易被遺忘的工作。7.3.5構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)2.析構(gòu)函數(shù)若我們?yōu)榭蛙?chē)類(lèi)編寫(xiě)析構(gòu)函數(shù)則為:~Passtrain(){Console.WriteLine(“客車(chē)類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用！”)；}7.4對(duì)象的創(chuàng)建 我們學(xué)習(xí)了類(lèi)的聲明，然而類(lèi)是抽象的，要使用類(lèi)定義的功能，就必須實(shí)例化類(lèi)，即創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象。類(lèi)與對(duì)象的關(guān)系可以比喻為車(chē)型設(shè)計(jì)和具體的車(chē)：類(lèi)就像車(chē)型設(shè)計(jì)一樣說(shuō)明了車(chē)所應(yīng)該具備的所有屬性和功能，但是車(chē)型設(shè)計(jì)并不是車(chē)，你不能發(fā)動(dòng)和駕駛車(chē)型；對(duì)象就象根據(jù)車(chē)型設(shè)計(jì)制造出的車(chē)，它們都具備車(chē)型設(shè)計(jì)所描述的屬性和功能，車(chē)是能發(fā)動(dòng)和駕駛的。7.4.1類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建

C#使用new運(yùn)算符來(lái)創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象，格式如下：

類(lèi)名對(duì)象名=new類(lèi)名([參數(shù)表]);也可以使用如下兩步完成創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象:

類(lèi)名對(duì)象名; 對(duì)象名=new類(lèi)名([參數(shù)表]);其中，[參數(shù)表]是可選的，根據(jù)類(lèi)模型提供的構(gòu)造函數(shù)來(lái)確定。聲明類(lèi)相當(dāng)于定義一個(gè)模型，在類(lèi)定義完畢之后使用new運(yùn)算符創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象（實(shí)例），計(jì)算機(jī)將為對(duì)象（實(shí)例）分配內(nèi)存，并且返回對(duì)該對(duì)象（實(shí)例）的引用。7.4.1類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建采用下面的語(yǔ)句創(chuàng)建Passtrain對(duì)象，并且將那些對(duì)象的引用保存到變量pss中：Passtrainpss=newPasstrain();//聲明對(duì)象的同時(shí)實(shí)例化也可以使用如下語(yǔ)句: Passtrainpss; //先聲明對(duì)象 pss=newPasstrain();//實(shí)例化對(duì)象7.4.1類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建上面的語(yǔ)句newPasstrain()實(shí)例化時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)用類(lèi)Passtrain的無(wú)參構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化和初始化各個(gè)成員，若采用如下語(yǔ)句：Passtrainpss=newPasstrain(1000，20，4，"123456");

說(shuō)明：此時(shí)計(jì)算機(jī)將會(huì)調(diào)用類(lèi)Passtrain的有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化對(duì)象，并且將車(chē)重1000，車(chē)能容納的人數(shù)20，車(chē)輪數(shù)4和車(chē)牌號(hào)”123456”按指定的輸入進(jìn)行初始化。7.4.2對(duì)象成員的引用訪(fǎng)問(wèn)形式正誤分析pss.Showinfo（）正確Showinfo為公有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限的方法，可輸出對(duì)象pss的相關(guān)信息Console.Write(pss.Passengers)正確Passengers屬性具有讀取權(quán)限pss.Passengers=10錯(cuò)誤Passengers屬性不具有寫(xiě)權(quán)限，所以不能為其賦值Passtrainpss;pss=newPasstrain(23);錯(cuò)誤類(lèi)Passtrain未提供一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)7.4.2對(duì)象成員的引用注意創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象、創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例、實(shí)例化類(lèi)等說(shuō)法是等價(jià)的，都說(shuō)明以類(lèi)為模板生成了一個(gè)對(duì)象的操作。用new創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的對(duì)象時(shí)，將在計(jì)算機(jī)中為對(duì)象分配一塊內(nèi)存，每一個(gè)對(duì)象都有不同的內(nèi)存。代表對(duì)象的變量存儲(chǔ)的是存放對(duì)象的內(nèi)存的地址。因此，兩個(gè)不同的對(duì)象，即使它們的所有成員的值或代碼都相同，它們也是不相等的。就像同一型號(hào)的每一輛車(chē)都不相同一樣，用同一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建出來(lái)的不同對(duì)象也是不同的。7.5類(lèi)的成員訪(fǎng)問(wèn)與類(lèi)訪(fǎng)問(wèn)修飾符類(lèi)中成員定義時(shí)都需要指明訪(fǎng)問(wèn)修飾符，以標(biāo)明此成員的訪(fǎng)問(wèn)范圍。可以訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)成員的代碼范圍叫做該成員的可訪(fǎng)問(wèn)域（accessibilitydomain）。訪(fǎng)問(wèn)修飾符用來(lái)控制所修飾成員的可訪(fǎng)問(wèn)域。訪(fǎng)問(wèn)修飾符使類(lèi)或者類(lèi)的成員在不同的范圍內(nèi)具有不同的可見(jiàn)性，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和代碼的隱藏。7.5類(lèi)的成員訪(fǎng)問(wèn)與類(lèi)訪(fǎng)問(wèn)修飾符類(lèi)成員訪(fǎng)問(wèn)修飾符的意義:public訪(fǎng)問(wèn)不受限制，可以類(lèi)內(nèi)和任何類(lèi)外的代碼中訪(fǎng)問(wèn)protected可訪(fǎng)問(wèn)域限定于類(lèi)內(nèi)或從該類(lèi)派生的類(lèi)內(nèi)private可訪(fǎng)問(wèn)域限定于它所屬的類(lèi)內(nèi)internal可訪(fǎng)問(wèn)域限定于類(lèi)所在的程序內(nèi)，即當(dāng)前項(xiàng)目中protectedinternal訪(fǎng)問(wèn)僅限于從包含類(lèi)派生的當(dāng)前項(xiàng)目或類(lèi)型7.5類(lèi)的成員訪(fǎng)問(wèn)與類(lèi)訪(fǎng)問(wèn)修飾符類(lèi)的訪(fǎng)問(wèn)修飾符:public訪(fǎng)問(wèn)不受限制，可以被任意存取protected只可以被本類(lèi)和其繼承子類(lèi)存取internal只可以被本程序集內(nèi)所有的類(lèi)存取protectedinternal唯一的一種組合限制修飾符，它只可以被本程序集內(nèi)所有的類(lèi)和這些類(lèi)的繼承子類(lèi)所存取private只可以被本類(lèi)所存取new修飾符只能用于嵌套的類(lèi)，表示對(duì)繼承父類(lèi)同名類(lèi)型的隱藏abstract用來(lái)修飾抽象類(lèi)，表示該類(lèi)只能作為父類(lèi)被用于繼承，而不能進(jìn)行對(duì)象實(shí)例化sealed用來(lái)修飾類(lèi)為