c#的类与对象怎么理解

类和对象

*理解类与对象

类相当于一个产品的模子，而对象就相当于这个模子具体生产出来的产品，一个模子可以生产无数个产品，一个类也可以生产无数个对象。

类：限定了它所拥有的成员，定义一个类并没有分配实际的内存空间

类的实例化（用new创建对象的实例）：一个类中实例化的对象，占有实际的物理空间，存储类成员变量
声明一个类就是创建一个新的数据类型，而类在 C# 中属于引用类型，C# 使用关键字 class 来声明类。

类就相当于一个模板，用它来创造对象，对象就是一个类的实例，一个对象的产生分为两步：为对象分配内存，调用合适的构造方法
（构造方法走完，对象才产生）

1.3 类的基本概念

C#语言是一种现代、面向对象的语言。面向对象程序设计方法提出了一个全新的概念：类，它的主要思想是将数据（数据成员）及处理这些数据的相应方法（函数成员）封装到类中，类的实例则称为对象。这就是我们常说的封装性。
类的基本概念
类可以认为是对结构的扩充，它和C中的结构最大的不同是：类中不但可以包括数据，还包括处理这些数据的函数。类是对数据和处理数据的方法（函数）的封装。类是对某一类具有相同特性和行为的事物的描述。例如，定义一个描述个人情况的类Person如下：

using System;
class Person//类的定义，class是保留字，表示定义一个类，Person是类名
{ private string name="张三";//类的数据成员声明
private int age=12;//private表示私有数据成员
public void Display()//类的方法(函数)声明，显示姓名和年龄
{ Console.WriteLine("姓名:{0},年龄：{1}",name,age);
}
public void SetName(string PersonName)//修改姓名的方法(函数)
{ name=PersonName;
}
public void SetAge(int PersonAge)
{ age=PersonAge;
}
}

Console.WriteLine(“姓名:{0},年龄：{1}”,name,age)的意义是将第二个参数变量name变为字符串填到{0}位置，将第三个参数变量age变为字符串填到{1}位置，将第一个参数表示的字符串在显示器上输出。
大家注意，这里我们实际定义了一个新的数据类型，为用户自己定义的数据类型，是对个人的特性和行为的描述，他的类型名为Person，和int，char等一样为一种数据类型。用定义新数据类型Person类的方法把数据和处理数据的函数封装起来。类的声明格式如下：
属性 类修饰符 class 类名{类体}
其中，关键字class、类名和类体是必须的，其它项是可选项。类修饰符包括new、public、protected、internal、private、abstract和sealed，这些类修饰符以后介绍。类体用于定义类的成员。

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1.3.2 类成员的存取控制

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一般希望类中一些数据不被随意修改，只能按指定方法修改，既隐蔽一些数据。同样一些函数也不希望被其它类程序调用，只能在类内部使用。如何解决这个问题呢？可用访问权限控制字，常用的访问权限控制字如下：private(私有)，public(公有)。在数据成员或函数成员前增加访问权限控制字，可以指定该数据成员或函数成员的访问权限。
私有数据成员只能被类内部的函数使用和修改，私有函数成员只能被类内部的其它函数调用。类的公有函数成员可以被类的外部程序调用，类的公有数据成员可以被类的外部程序直接使用修改。公有函数实际是一个类和外部通讯的接口，外部函数通过调用公有函数，按照预先设定好的方法修改类的私有成员。对于上述例子，name和age是私有数据成员，只能通过公有函数SetName()和SetAge()修改，既它们只能按指定方法修改。
这里再一次解释一下封装，它有两个意义，第一是把数据和处理数据的方法同时定义在类中。第二是用访问权限控制字使数据隐蔽。

1.3.3 类的对象

Person类仅是一个用户新定义的数据类型，由它可以生成Person类的实例，C#语言叫对象。用如下方法声明类的对象：Person OnePerson=new Person()；此语句的意义是建立Person类对象，返回对象地址赋值给Person类变量OnePerson。也可以分两步创建Person类的对象：Person OnePerson；OnePerson=new Person()；OnePerson虽然存储的是Person类对象地址，但不是C中的指针，不能象指针那样可以进行加减运算，也不能转换为其它类型地址，它是引用型变量，只能引用(代表)Person对象，具体意义参见以后章节。和C、C++不同，C#只能用此种方法生成类对象。
在程序中，可以用OnePerson.方法名或OnePerson.数据成员名访问对象的成员。例如：OnePerson.Display(),公用数据成员也可以这样访问。注意，C#语言中不包括C++语言中的->符号。
1.3.4 类的构造函数和析构函数
在建立类的对象时，需做一些初始化工作，例如对数据成员初始化。这些可以用构造函数来完成。每当用new生成类的对象时，自动调用类的构造函数。 因此，可以把初始化的工作放到构造函数中完成。构造函数和类名相同，没有返回值。例如可以定义Person类的构造函数如下：

public Person(string Name,int Age)//类的构造函数，函数名和类同名，无返回值。
{ name=Name;
age=Age;
}

当用Person OnePerson=new Person(“张五”，20)语句生成Person类对象时，将自动调用以上构造函数。请注意如何把参数传递给构造函数。
变量和类的对象都有生命周期，生命周期结束，这些变量和对象就要被撤销。类的对象被撤销时，将自动调用析构函数。一些善后工作可放在析构函数中完成。析构函数的名字为_{类名，无返回类型，也无参数。Person类的析构函数为} Person()。C#中类析构函数不能显示地被调用，它是被垃圾收集器撤销不被使用的对象时自动调用的。

1.3.5 类的构造函数的重载

在C#语言中，同一个类中的函数，如果函数名相同，而参数类型或个数不同，认为是不同的函数，这叫函数重载。仅返回值不同，不能看作不同的函数。这样，可以在类定义中，定义多个构造函数，名字相同，参数类型或个数不同。根据生成类的对象方法不同，调用不同的构造函数。例如可以定义Person类没有参数的构造函数如下：
public Person()//类的构造函数，函数名和类同名，无返回值。
{ name=“张三”;
age=12;
}
用语句Person OnePerson=new Person(“李四”,30)生成对象时，将调用有参数的构造函数，而用语句Person OnePerson=new Person()生成对象时，调用无参数的构造函数。由于析构函数无参数，因此，析构函数不能重载。
1.3.6 使用Person类的完整的例子
下边用一个完整的例子说明Person类的使用：(VisualStudio.Net编译通过)

using System;
namespace e1//定义以下代码所属命名空间，意义见以后章节
{ class Person
{ private String name="张三";//类的数据成员声明
private int age=12;
public void Display()//类的方法(函数)声明，显示姓名和年龄
{ Console.WriteLine("姓名:{0},年龄：{1}",name,age);
}
public void SetName(string PersonName)//指定修改姓名的方法(函数)
{ name=PersonName;
}
public void SetAge(int PersonAge)//指定修改年龄的方法(函数)
{ age=PersonAge;
}
public Person(string Name,int Age)//构造函数,函数名和类同名,无返回值
{ name=Name;
age=Age;
}


public Person()//类的构造函数重载
{ name="田七";
age=12;
}
}
class Class1
{ static void Main(string[] args)
{ Person OnePerson=new Person("李四",30);//生成类的对象
OnePerson.Display();
//下句错误，在其它类(Class1类)中，不能直接修改Person类中的私有成员。
//OnePerson.name="王五";
//只能通过Person类中公有方法SetName修改Person类中的私有成员name。
OnePerson.SetName("王五");
OnePerson.SetAge(40);
OnePerson.Display();
OnePerson=new Person();
OnePerson.Display();
}
}
}

键入CTRL+F5运行后，显示的效果是： 姓名: 李四,年龄：30 姓名: 王五,年龄：40 姓名: 田七,年龄：12

1.4 C#的数据类型

从大的方面来分，C#语言的数据类型可以分为三种：值类型，引用类型，指针类型，指针类型仅用于非安全代码中。本节重点讨论值类型和引用类型。

1.4.1 值类型和引用类型区别

在C#语言中，值类型变量存储的是数据类型所代表的实际数据，值类型变量的值(或实例)存储在栈(Stack)中，赋值语句是传递变量的值。引用类型(例如类就是引用类型)的实例，也叫对象，不存在栈中，而存储在可管理堆(Managed Heap)中，堆实际上是计算机系统中的空闲内存。引用类型变量的值存储在栈(Stack)中，但存储的不是引用类型对象，而是存储引用类型对象的引用，即地址，和指针所代表的地址不同，引用所代表的地址不能被修改，也不能转换为其它类型地址，它是引用型变量，只能引用指定类对象，引用类型变量赋值语句是传递对象的地址。见下例：

using System;
class MyClass//类为引用类型
{ public int a=0;
}
class Test
{ static void Main()
{ f1();
}
static public void f1()
{ int v1=1;//值类型变量v1，其值1存储在栈(Stack)中
int v2=v1;//将v1的值(为1)传递给v2，v2=1,v1值不变。
v2=2;//v2=2,v1值不变。
MyClass r1=new MyClass();//引用变量r1存储MyClass类对象的地址
MyClass r2=r1;//r1和r2都代表是同一个MyClass类对象
r2.a=2;//和语句r1.a=2等价
}
}

存储在栈中的变量，当其生命周期结束，自动被撤销，例如，v1存储在栈中，v1和函数f1同生命周期，退出函数f1，v1不存在了。但在堆中的对象不能自动被撤销。因此C和C++语言，在堆中建立的对象，不使用时必须用语句释放对象占用的存储空间。.NET系统CLR内建垃圾收集器，当对象的引用变量被撤销，表示对象的生命周期结束，垃圾收集器负责收回不被使用的对象占用的存储空间。例如，上例中引用变量r1及r2是MyClass类对象的引用，存储在栈中，退出函数f1，r1和r2都不存在了，在堆中的MyClass类对象也就被垃圾收集器撤销。也就是说，CLR具有自动内存管理功能。

1.4.2 值类型变量分类

C#语言值类型可以分为以下几种：
 简单类型(Simple types)
简单类型中包括：数值类型和布尔类型(bool)。数值类型又细分为：整数类型、字符类型(char)、浮点数类型和十进制类型(decimal)。
 结构类型(Struct types)
 枚举类型(Enumeration types)
C#语言值类型变量无论如何定义，总是值类型变量，不会变为引用类型变量。

1.4.3 结构类型

结构类型和类一样，可以声明构造函数、数据成员、方法、属性等。结构和类的最根本的区别是结构是值类型，类是引用类型。和类不同，结构不能从另外一个结构或者类派生，本身也不能被继承，因此不能定义抽象结构，结构成员也不能被访问权限控制字protected修饰，也不能用virtual和abstract修饰结构方法。在结构中不能定义析构函数。虽然结构不能从类和结构派生，可是结构能够继承接口，结构继承接口的方法和类继承接口的方法基本一致。下面例子定义一个点结构point：

using System;
struct point//结构定义
{ public int x,y;//结构中也可以声明构造函数和方法，变量不能赋初值
}
class Test
{ static void Main()
{ point P1;
P1.x=166;
P1.y=111;
point P2;
P2=P1;//值传递，使P2.x=166,P2.y=111
point P3=new point();//用new生成结构变量P3，P3仍为值类型变量
}//用new生成结构变量P3仅表示调用默认构造函数，使x=y==0。
}

1.4.4 简单类型
简单类型也是结构类型，因此有构造函数、数据成员、方法、属性等，因此下列语句int i=int.MaxValue;string s=i.ToString()是正确的。即使一个常量，C#也会生成结构类型的实例，因此也可以使用结构类型的方法，例如：string s=13.ToString()是正确的。简单类型包括：整数类型、字符类型、布尔类型、浮点数类型、十进制类型。见下表：

保留字 System命名空间中的名字 字节数 取值范围
sbyte System.Sbyte 1 -128~127
byte System.Byte 1 0~255
short System.Int16 2 -32768~32767
ushort System.UInt16 2 0~65535
int System.Int32 4 -2147483648~2147483647
uint System.UInt32 4 0~4292967295
long System.Int64 8 -9223372036854775808~9223372036854775808
ulong System.UInt64 8 0~18446744073709551615
char System.Char 2 0~65535
float System.Single 4 3.4E-38~3.4E+38
double System.Double 8 1.7E-308~1.7E+308
bool System.Boolean (true,false)
decimal System.Decimal 16 正负1.0到7.9之间
C#简单类型使用方法和C、C++中相应的数据类型基本一致。需要注意的是：
 和C语言不同，无论在何种系统中，C#每种数据类型所占字节数是一定的。
 字符类型采用Unicode字符集，一个Unicode标准字符长度为16位。
 整数类型不能隐式被转换为字符类型(char)，例如char c1=10是错误的，必须写成：char c1=(char)10，char c='A'，char c='\x0032';char c='\u0032'。
 布尔类型有两个值：false,true。不能认为整数0是false，其它值是true。bool x=1是错误的，不存在这种写法，只能写成x=true 或x=false。
 十进制类型(decimal)也是浮点数类型，只是精度比较高，一般用于财政金融计算。

1.4.5 枚举类型
C#枚举类型使用方法和C、C++中的枚举类型基本一致。见下例：

using System;
class Class1
{ enum Days {Sat=1, Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri};
//使用Visual Studio.Net,enum语句添加在[STAThread]前边
static void Main(string[] args)
{ Days day=Days.Tue;
int x=(int)Days.Tue;//x=2
Console.WriteLine("day={0},x={1}",day,x);//显示结果为:day=Tue,x=4
}
}

在此枚举类型Days中，每个元素的默认类型为int，其中Sun=0，Mon=1，Tue=2，依此类推。也可以直接给枚举元素赋值。例如：
enum Days{Sat=1,Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat};
在此枚举中，Sun=1，Mon=2，Tue=3，Wed=4，等等。和C、C++中不同，C#枚举元素类型可以是byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long和ulong类型，但不能是char类型。见下例：
enum Days:byte{Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat};//元素为字节类型

1.4.6 值类型的初值和默认构造函数

所有变量都要求必须有初值，如没有赋值，采用默认值。对于简单类型，sbyte、byte、short、ushort、int、uint、long和ulong默认值为0，char类型默认值是(char)0，float为0.0f，double为0.0d，decimal为0.0m，bool为false，枚举类型为0，在结构类型和类中，数据成员的数值类型变量设置为默认值，引用类型变量设置为null。
可以显示的赋值，例如int i=0。而对于复杂结构类型，其中的每个数据成员都按此种方法赋值，显得过于麻烦。由于数值类型都是结构类型，可用new语句调用其构造函数初始化数值类型变量，例如：int j=new int()。请注意，用new语句并不是把int变量变为引用变量，j仍是值类型变量，这里new仅仅是调用其构造函数。所有的数值类型都有默认的无参数的构造函数，其功能就是为该数值类型赋初值为默认值。对于自定义结构类型，由于已有默认的无参数的构造函数，不能再定义无参数的构造函数，但可以定义有参数的构造函数。

1.4.7 引用类型分类
C#语言中引用类型可以分为以下几种：

 类：C#语言中预定义了一些类：对象类(object类)、数组类、字符串类等。当然，程序员可以定义其它类。

 接口。

 代表。

C#语言引用类型变量无论如何定义，总是引用类型变量，不会变为值类型变量。C#语言引用类型对象一般用运算符new建立，用引用类型变量引用该对象。本节仅介绍对象类型(object类型)、字符串类型、数组。其它类型在其它节中介绍。

1.4.8 对象类(object类)

C#中的所有类型(包括数值类型)都直接或间接地以object类为基类。对象类(object类)是所有其它类的基类。任何一个类定义，如果不指定基类，默认object为基类。继承和基类的概念见以后章节。C#语言规定，基类的引用变量可以引用派生类的对象(注意，派生类的引用变量不可以引用基类的对象)，因此，对一个object的变量可以赋予任何类型的值：
int x =25;
object obj1;
obj1=x;
object obj2= ‘A’;
object关键字是在命名空间System中定义的，是类System.Object的别名。
1.4.9 数组类
在进行批量处理数据的时候，要用到数组。数组是一组类型相同的有序数据。数组按照数组名、数据元素的类型和维数来进行描述。C#语言中数组是类System.Array类对象，比如声明一个整型数数组：int[] arr=new int[5];实际上生成了一个数组类对象，arr是这个对象的引用(地址)。
在C#中数组可以是一维的也可以是多维的，同样也支持数组的数组，即数组的元素还是数组。一维数组最为普遍，用的也最多。我们先看一个一维数组的例子：

using System;
class Test
{ static void Main()
{ int[] arr=new int[3];//用new运算符建立一个3个元素的一维数组
for(int i=0;i<arr.Length;i++)//arr.Length是数组类变量，表示数组元素个数
arr[i]=i*i;//数组元素赋初值，arr[i]表示第i个元素的值
for (int i=0;i<arr.Length;i++)//数组第一个元素的下标为0
Console.WriteLine("arr[{0}]={1}",i,arr[i]);
}
}

这个程序创建了一个int类型3个元素的一维数组，初始化后逐项输出。其中arr.Length表示数组元素的个数。注意数组定义不能写为C语言格式：int arr[]。程序的输出为：

arr[0] = 0 arr[1] = 1 arr[2] = 4

上面的例子中使用的是一维数组，下面介绍多维数组：

string[] a1;//一维string数组类引用变量a1
string[,] a2;//二维string数组类引用变量a2
a2=new string[2,3];
a2[1,2]="abc";
string[,,] a3;//三维string数组类引用变量a3
string[][] j2;//数组的数组，即数组的元素还是数组
string[][][][] j3;
在数组声明的时候，可以对数组元素进行赋值。看下面的例子：
int[] a1=new int[]{1,2,3};//一维数组，有3个元素。
int[] a2=new int[3]{1,2,3};//此格式也正确
int[] a3={1,2,3};//相当于int[] a3=new int[]{1,2,3};
int[,] a4=new int[,]{{1,2,3},{4,5,6}};//二维数组，a4[1,1]=5
int[][] j2=new int[3][];//定义数组j2,有三个元素，每个元素都是一个数组
j2[0]=new int[]{1,2,3};//定义第一个元素，是一个数组
j2[1]=new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6};//每个元素的数组可以不等长
j2[2]=new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};