面向对象程序基础.ppt

1、第3章 面向对象编程基础,教学目标,理解对象与类的相互关系。 掌握继承中父类与子类的关系。 理解并掌握静态成员的应用。 理解并掌握参数的分类与使用。 掌握属性的应用,第3章 面向对象编程基础,例,求学生三门课的成绩与平均分,学生结构,name, score3, ave,类声明的基本内容,class 类名 字段声明 方法声明,对象声明基本内容,类名 对象名； 对象名=new 类名(可选参数,生成对象的两个步骤,通过对象调用类的相应方法实现功能,例2,定义一个圆类，含圆心，半径，周长，面积。 并实现求周长，面积,每个圆及相关功能是一个整体,是对象之上的抽象，它为该类的全部对象提供了统一的抽象描述。

2、所以类是一种抽象的数据类型，是对象的模板。 对象则是类的具体化，是类的实例,对象,是具有属性和操作（方法）的实体。对象的属性表示了它当前的状态；对象的操作则用来改变对象的状态以获得特定的功能。每个对象都有一个惟一的标识名以区别于其他对象,类,面向对象所遵循的三个原则：封装、继承、多态,封装: （encapsulation） 就是用一个框架把数据和代码组合在一起 继承: （inherit,是父类与子类之间共享数据和方法的机制，父类也称基类，子类称为派生类。一个基类可以有任意数目的派生类，如果一个类有两个或两个以上的直接基类，这样的继承结构被称为多重继承或多继承。但C#不支持类多继承。它通过接口来

3、实现多重继承。而接口可以从多个基接口继承,只有到系统运行时，才能根据实际情况决定实现 何种操作的动态绑定方式,多态： (polymorphism,是指同一个操作作用于不同的对象，可以有不同 的解释，实现不同的功能。 多态有两种：静态多态和动态多态,静态多态,指系统在编译过程中根据传递的参数个数，参数 类型及返回值的类型等信息决定实现何种操作的 静态绑定方式,动态多态,类的声明语法形式,属性集信息 类修饰符 class 类名 : 类基 类成员表列 其中： 属性集信息附加的说明信息 类基定义该类的直接基类和由该类实现的接 口，当多于一项时，用逗号分隔，默认 基类是object,类头,类体,类修饰符

4、下表所列的几种之一或是有效组合,说明,派生类的可访问性不得高于基类,类成员组成： 自身声明的类成员。 从基类或接口中继承来的成员。 类成员声明主要包括： 常数声明、字段声明、方法声明、属性声明、事 件声明、索引器声明、运算符声明、构造函数声 明、析构函数声明、静态构造函数、类型声明等 类成员的五种访问修饰符： public 、internal 、 protected、internal protected 、 private（默认,常数声明语法形式,属性集信息 访问修饰符 const 类型 标识符 = 常数表达式 , 其中： 访问修饰符new、public、protected、internal、

5、 private。 类型sbyte、byte、short、ushort、 ulong 、 uint、long、char、 int 、 bool 、枚举 double 、 float 、decimal、string或引 用类型等值类型,常数表达式的值类型应与目标类型一致 或者通过隐式转换规则转换成目标类型,例： class A_const public const int X=10; const double PI=3.14159; const double Y= 0.618+3.14;,常数表达式应是可在编译时计算的，声明时不允许使用static，但它是默认静态的，只能通过类访问,字段声明语法

6、形式： 属性集信息 字段修饰符 类型 变量声明列表； 其中： 变量声明列表标识符或用逗号“，”分隔的多个 标识符，并且变量标识符还可 用赋值号“=”设定初始值 class A int x=100 , y = 200; float sum = 1.0f;,私有字段首单词字母一般小写,对readonly字段,字段修饰符,internal、public、protected 、 new 、static 、private、readonly、volatile,只读字段，只能在声明或是通过类的实例构造函数或静态构造函数赋值,都有默认的对应初值。若给字段初始化，则是在执行期间执行该赋值语句,字段初始值,例1,

7、圆的定义中的PI，可声明为const或readonly成员,例2,一个班级的学生人数应定义为static成员,构造函数,主要实现对对象的初始化。类的成员字段可以分为实例字段和静态字段，与此相应的构造函数也分为实例构造函数和静态构造函数,属性集信息 构造函数修饰符 类名( 参数列表 ) : base ( 参数列表 ) : this ( 参数列表 ) 构造函数语句块,实例构造函数的声明语法形式,this与base继承不能同时出现,构造函数修饰符 类名 ( 参数列表 ) 构造函数语句块,基本构造函数语法,构造函数修饰符,说 明,public、protected、internal、private、ex

8、tern。若是private的，表明类不能被外部类实例化,构造函数无返回类型，它与返回值类型为void的函数不同。构造函数可以没有参数，也可以有一个或多个。这表明构造函数可以重载,创建一个类的对象时，类名后的一对圆括号提供初始化列表，实际上就是提供给构造函数的参数。系统根据这个初始化列表的参数个数、参数类型和参数顺序调用不同的构造函数,若类中提供了自定义的构造函数，系统则不提供默认的构造函数,提示,生成类实例,构造以下三个类,Point类： 提供平面坐标 编写默认构造函数完成赋原点坐标 编写构造函数完成外部传入平面坐标 编写两个方法分别提供点的横、纵坐标值,Circle：Point类 编写默认

9、构造函数完成赋圆心坐标(0,0)和半径1 编写构造函数完成外部传入圆心坐标和半径 编写方法分别提供半径、面积、周长,静态构造函数的声明语法形式: 属性集信息 静态构造函数修饰符 类名( ) 静态构造函数体,说明： 静态构造函数修饰符,extern static 或者static extern 。若有extern修饰符，说明这是一个外部静态构造函数，静态构造函数体仅仅是一个分号,静态构造函数的目的是对静态字段的初始化，所以它只能对静态数据成员进行初始化，而不能对非静态数据成员进行初始化,静态构造函数体,静态构造函数是不可继承的，且不能被显示调用 静态构造函数在继承链中最先被调用。 只有创建类的实

10、例或者引用类的任何静态成员 时，才能激活静态构造函数，在给定的应用程 序中静态构造函数至多被执行一次。 如果类中没有声明静态构造函数，而又包含带 有初始设定的静态字段，那么编译器会自动生 成一个默认的静态构造函数,关于静态构造函数，请注意,关于构造函数，还有几点请注意,base ( 参数列表,表示调用直接基类中的实例构造函数,this ( 参数列表,表示调用该类本身所声明的其他构造函数,构造函数语句块,可对静态、非静态字段初始化赋值，但在构造函数体中不要做对类的实例进行初始化以外的事,实例构造函数,不能被继承。如果一个类没有声明任何实例构造函数，则系统会自动提供一个默认的实例构造函数,析构函数

11、,无返回类型，也不能带参数，因此它不可能被重 载，也不能被继承，一个类只有一个析构函数 析构函数不能由程序显式地调用，而是由系统在 释放对象时自动调用。 派生类对象在调用析构函数时也会产生链式反 应，首先执行派生类的析构函数，然后执行基类 的析构函数，如果这个基类还有自己的基类，该 过程就会不断重复，直到调用Object类的析构函 数为止，其执行顺序正好与构造函数相反,析构函数,方法的声明语法,C#实现了完全意义上的面向对象，它没有全局常数、全局变量和全局方法，任何事物都必须封装在类中,属性集信息 方法修饰符 返回类型 方法名 （ 形参表,方法体,方 法,访问修饰符也可以和其他的方法修饰符有效

12、地组合在一起，但某些修饰符是互相排斥的。下表所列的组合被视为非法的无效组合,如果有返回值，则需要说明返回值的类型，它可以是任何一种C#的数据类型，通过return语句返回。若无返回值，则返回类型标为void,定义StackTp类的几个方法以模拟实现一个压栈操作 定义一个Student类，用数组生成含5个Student的实例,返回类型,例,C#参数的4种传递方式,不加修饰的形参是值参数，它表明实参与形参之间按值传递，若值参数是值类型时，传递不影响外部的实参，所以值参数有时也被称为入参数。但若值参数是引用类型时，虽然也是按值传递，但传的是引用，是指向同一空间，所以在方法内改变了形参字段的值，会改变

13、原对象。但应注意交换的区别，即实际的意义,值参数,例1,对三个学生的C#分数按从小到大排序，分别传递三个值参数时，则无法完成实际的排序,例2： 上例中将三个数改用形参数组时，就是引用类 型。 在方法内排序后结果也会改变,数组其实是一种对象，数组名是对象的引用 作为参数传递时，形参也得到了该对象的引用,引用参数,引用参数并不创建新的存储单元，它与方法调用中的实际参数变量同处一个存储单元。因此，在方法内对形参的修改就是对外部实参变量的修改,ref 类型名 形参名,引用形参的语法格式,引用实参语法格式,ref 实参变量名,实参与引用形参的数据类型必须完全匹配，且实参必须是变量，在方法外，ref参数必

14、须在调用前赋值,上例1中改用ref引用参数实现,输出参数,调用语法,在参数前加out修饰符的被称为输出参数，它只能用于从方法中传出值，而不能从方法调用处接受实参数据。在方法内out参数被认为是未赋过值的，所以在方法结束之前应该对out参数赋值,例3,out 实参名 ， out 实参名,例: 用out参数传出上例数组中学生的最高分、最低 分、 平均分,ref和out参数也可用于引用类型来传递对象,在学生管理系统中通常要按学生成绩排序，这涉及到学生信息交换问题，定义两个交换串的方法，Swap1，Swap2，它们都有两个string形参，但Swap2的参数加了ref修饰，调用这两个方法产生的结果是不

15、一样的,例,参数数组,C#提供了传递可变长参数表的机制，使用params关键字来修饰一个可变长的一维参数数组,例,下面程序演示了Myclass类中的方法MaxMin有一个参数数组类型的参数，在调用这个方法时具有灵活性,例,求一个int型数组的最大最小值。当数组的元素可变时，如：数组长度为0,3,或直接传元素时,using System; class Myclass public void MaxMin (out int max, out int min, params int a ) / 如果可变参数为零个，可以取一个约定值或产生异常 if (a.Length=0) max=min=1; re

16、turn ; max = min = a0 ; for (int i=1; imax) max=ai; if (aimin) min=ai;,设数组元素不可能出现-1的情况,class Test static void Main() Myclass m = new Myclass ( ); int score = 87,89,56,90,100,75,64,45, 80, 84 ; int smax, smin; m.MaxMin (out smax, out smin); / 可变参数的个数可以零个 Console.WriteLine (Max=0, Min=1 , smax, smin )

17、; / 在4个数之间找最大、最小 m.MaxMin (out smax, out smin, 45, 76, 89, 90 ); Console.WriteLine (Max=0, Min=1 , smax, smin ); m.MaxMin (out smax, out smin, score); / 可变参数也接受数组对象 Console.WriteLine (Max=0, Min=1 , smax, smin ); Console.Read ();,使用参数数组应注意,一个方法中只能声明一个一维params参数，且应 放在参数列表的最后。 由于params参数是一个数组，所以在调用时可为

18、 参数数组指定零个或多个参数，其中每个参数的 类型都应与参数数组的元素类型相同或能隐式 地转换。 无论采用哪种方式调用方法，params参数都是作 为一个数组被处理。可在方法内使用数组的长度 属性来确定在每次调用中所传递参数的个数,不能将params修饰符与ref 或out组合用， params 参数是在方法内部进行数据的复制，所以在方法内 即使对参数数组的元素进行了修改，在方法外的实 参数值也不会发生变化,静态方法用static修饰符修饰，它只处理该类中的静态成员，不可以直接对实例字段赋值,静态方法与实例方法,实例方法可操作静态成员,方法的重载与覆盖,同一个类中不能有相同签名的方法。 但形参

19、个数或形参类型有所不同是允许的，它们 属于不同的方法签名。而仅仅是返回类型不同的 同名方法，编译器是不能识别的,方法的签名,一个方法的名字和形式参数的个数、修饰符及类型共同构成了这个方法的签名,提 示,例： 下面程序定义的Myclass类中含有4个名为max的方法，求班级中两位或是三位同学的最高分,考虑通过,可是int型,也可是double型，调用时，编译器会根据参数的个数和类型确定调用哪个max方法,using System; class Myclass / 该类中有max方法的4个不同版本 / 它们或者参数类型不同，或者参数个数不同 public int max (int x, int y

20、) return x=y ? x : y ;,public double max (double x, double y) return x=y ? x : y ; public int max (int x, int y, int z) return max ( max (x, y), z) ; public double max ( double x, double y, double z) return max ( max (x, y), z) ;,class Test static void Main() Myclass m = new Myclass ( ); int a, b, c

21、; double e, f, g ; a=10; b=20; c=30; e = 1.5; f = 3.5 ; g = 5.5; Console.WriteLine (max(0,1)= 2 ,a,b, m.max(a,b); Console.WriteLine (max(0,1,2)= 3 ,a,b,c, m.max(a,b,c); Console.WriteLine (max(0,1)= 2 , e,f,m.max(e,f); Console.WriteLine (max(0,1,2)= 3 ,e,f,g, m.max(e,f,g); Console.Read ();,编译多态,象上例，编

22、译器根据调用时给出的实参个数及类型调用相应的方法，就是编译多态。 在一个有继承关系的类层次结构中，如果派生类与基类有相同名称或签名的成员，那么在派生类中就隐藏了基类成员，为了警示，编译器会发出一个警告信息。如果派生类是有意隐藏基类成员，可在派生类成员声明中加new修饰符，这样可取消警告信息,使用关键字new在派生类中隐藏相同签名的基类方法，可使当基类对象A被引用到派生类对象B时，它访问的仍是基类的方法，这就是隐藏,隐 藏,重 载,是指在一个类或结构中建立多个同名的方法，但方法的形参互不相同。可是形参个数不同，也可是对就形参数据类型不同，还可是对应形参有无使用关键字out 或ref修饰,只有虚拟

23、方法成员（含属性、索引器、事件）可重写,覆 盖(重写,派生类用关键字override修饰与基类中虚方法有相同签名的方法，表明是对基类的虚方法重写。这就是所谓的“运行时多态”，或者称动态绑定,虚方法,用关键字virtual修饰的方法成员,虚方法重写,当基类方法无virtual关键字，在子类方法中用new 声明一个具有相同签名的方法，实现的是隐藏。 当基类的方法用virtual声明，子类用override覆盖 相同签名虚方法时，实现的是重写,隐藏与重写的区别,在类的层次结构中，只有使用override修饰符，派生类中的方法才可以覆盖（重载）基类的虚方法，否则就是隐藏基类的方法,有关虚方法的使用，请

24、注意,不能将虚方法声明为静态的，因为多态性是 针对对象的，不是针对类的。 不能将虚方法声明为私有的，因为私有方法 不能被派生类覆盖。 覆盖方法必须与它相关的虚方法匹配，也就是 说，它们的方法签名（方法名称、参数个数、 参数类型、返回类型及访问属性等都应该完 全一致。 一个可覆盖方法覆盖的必须是虚方法,属 性,在Windows应用程序设计或是其他语言的控件应用中，我们已经接触过属性。那么，它是如何实现的呢,属性,为了实现良好的数据封装和数据隐藏，类的字段成员的访问属性一般设置成private或protected，这样在类的外部就不能直接读/写这些字段成员了，通常的办法是提供public级的方法来

25、访问私有的或受保护的字段。 C#提供了属性（property）这个更好的方法，把字段域和访问它们的方法相结合。对类的用户而言，属性值的读/写与字段域语法相同；对编译器来说，属性值的读/写是通过类中封装的特别方法get访问器和set访问器实现的,属性修饰符 类型 属性名 访问器声明,get访问器：可读性的处理。 set访问器：写入性的处理,属性声明的一般语法形式,访问器声明：用于声明属性的可读写性操作,属性修饰符 类型 属性名 get / 读访问器 / 访问器语句块 set / 写访问器 / 访问器语句块,属性一般语法形式,对TextBox类的text、fontname、fontsize、 mu

26、ltiline域提供属性方式的读/写访问,using System; class TextBox private string text; private string fontname; private int fontsize; private bool multiline,例,public TextBox ( ) text=text1; fontname=宋体; fontsize=12; multiline=false; public string Text / Text属性，可读可写 get return text; set text=value;,public string Font

27、Name / FontName属性，只读属性 get return fontname; public int FontSize / FontSize属性，可读可写 get return fontsize; set fontsize = value;,public bool MultiLine / MultiLine属性，只写 set multiline = value; class Test static void Main() / 调用Text属性的get访问器 TextBox Text1= new TextBox (); Console.WriteLine (Text1.Text= 0 ,

28、 Text1.Text); Text1.Text = 这是文本框 ; / 调用Text属性的set访问器,Console.WriteLine (Text1.Text= 0 , Text1.Text); Console.WriteLine (Text1.Fontname= 0 , Text1.FontName); Text1.FontSize=36; Text1.MultiLine = true; Console.WriteLine (Text1.FontSize= 0 , Text1.FontSize); Console.Read ();,例,有一个课程类，假设只考虑课程号、课程名、学分，用属

29、性实现对字段的访问,若有三门课程，请通过属性访问方法完善上例，通过Course完成，具体数据由键盘输入,扩展： （实验,尽管属性与字段域有相同的使用语法，但它本身并不代表字段域。属性不直接对应存储位置，所以不能把它当变量使用，不能把属性作为ref或者out参数传递。属性并不一定要匹配字段，属性和方法一样，也有静态修饰，在静态属性的访问器中不能访问非静态数据也不能引用this,提 示,get访问器的返回值类型与属性的类型相同，所 以在语句块中的return语句必须有一个可隐式转 换为属性类型的表达式。 set访问器无返回值，但它有一个隐式值参数 value，它的类型与属性的类型相同。 同时包含get和set访问器的属性是读/写属性， 只包含get访问器的属性是只读属性，只包含set 访问器的属性是只写属性。 属性必须有返回值，不能是void的,总 结,从商业角度看，例：库存商品数量，有客户订 单时，作为商业机密，你提供的订货接口，隐 藏了库存信息,综合应用实例,班级学生成绩管理。根据学生必修的课程及课程学分和课程成绩计算GPA，最后按GPA的值对学生进行排序,GPA(g