《C#程序设计案例教程》-第 ３ 章　Ｃ＃面向对象编程基础

３.１学会使用已有资源6

{7

staticvoidMain（string［］args）8

{9

StringBuilderformer=newStringBuilder（"原始字符串为："）；10

StringBuildertotal；11

stringmutation1，mutation2，mutation3；12

inta，b，c；13

doublediscriminant，root1，root2，test；14

Console.WriteLine（"原始字符串为：\""+former+"\""）；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源15

Console.WriteLine（"字符串长度为："+former.Length）；16

total=former.Append（"ax^2+bx+c"）；17

mutation1=total.ToString（）.ToUpper（）；18

mutation2=mutation1.Replace（"X"，"y"）；19

mutation3=mutation2.Substring（7，9）；20

Console.WriteLine（"连接后的字符串为："+total）；21

Console.WriteLine（"mutation1--调用大写函数后："+muta⁃tion1）；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源22

Console.WriteLine（"mutation2--调用替代函数将X替代为y后："+mutation2）；23

Console.WriteLine（"mutation3--mutation2的子串："+muta⁃tion3）；24

Console.WriteLine（）；25

Console.WriteLine（"请输入x^2的参数A："）；26

a=int.Parse（Console.ReadLine（））；27

Console.Write（"请输入x的参数B："）；28

b=int.Parse（Console.ReadLine（））；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源29

Console.WriteLine（"请输入方程的常数C："）；30

c=int.Parse（Console.ReadLine（））；31

discriminant=Math.Pow（b，2）-（4*a*c）；32

root1=（（-1*b）+Math.Sqrt（discriminant））/（2*a）；33

root2=（（-1*b）-Math.Sqrt（discriminant））/（2*a）；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源34

Console.WriteLine（"Root1："+root1）；35

Console.WriteLine（"Root2："+root2）；36

Console.WriteLine（）；37

Console.WriteLine（"让我们尝试随机生成方程："）；38

System.Randomgenerator=newRandom（DateTime.Now.Millisec⁃ond）；39

a=generator.Next（100）-50；40

b=generator.Next（35）；41

c=generator.Next（）；42

Console.WriteLine（"随机生成的方程是："+a+"x^2+"+b+”x+"+c）；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源43

Console.WriteLine（）；44

test=generator.NextDouble（）；45

Console.WriteLine（"test：0.0~1.0："+test）；46

test=generator.NextDouble（）*10；47

Console.WriteLine（"test：0.0~10.0："+test）；48

Console.ReadLine（）；49

}50

}51

}上一页下一页返回３.１学会使用已有资源３.１.３.ＮＥＴ框架类之Ｍａｔｈ类Ｃ＃标准类库的Ｓｙｓｔｅｍ命名空间中定义了大量的常用类。其中Ｍａｔｈ类中提供了大量的基本数学函数，用来帮助执行数学计算。该类主要为三角函数、对数函数和其他通用数学函数提供常数和静态方法。表３.１列出了Ｍａｔｈ类的一些方法和说明，由于数量较多、用法较简单，这里不一一详解。要查找如何使用每个方法的其他信息，可以搜索帮助文件的“ＭａｔｈＭｅｍｂｅｒ”。上一页下一页返回３.１学会使用已有资源Ｍａｔｈ类中的所有方法都是静态方法（ｓｔａｔｉｃｍｅｔｈｏｄｓ），也称为类方法（ｃｌａｓｓｍｅｔｈｏｄｓ）。静态方法可以通过定义它们的类名来触发，不需要首先实例化一个类的对象。Ｍａｔｈ类的方法用于进行数学运算，它们的返回值就是运算结果，可以根据需要用于表达式。例如，下面语句计算变量ｐｒｉｃｅ的绝对值，将它加上变量ａｉｇｏ的值的３次方，然后将结果存储到变量ｔｏｔａｌ中：total=Math.abs（price）+Math.pow（aigo，3）；上一页下一页返回３.１学会使用已有资源３.１.４.ＮＥＴ框架类之Ｒａｎｄｏｍ类在编写实际应用软件时，经常需要用到随机数。如游戏中经常要用随机数来表示掷骰子和扑克发牌，网络考试系统中用随机数从题库中抽取考题，飞行模拟也可以使用随机数来模拟飞机引擎发生故障的概率等。Ｒａｎｄｏｍ类是Ｓｙｓｔｅｍ命名空间的一部分，表示伪随机数生成器（ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍｎｕｍｂｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ）。它是一种能够产生满足某些随机性统计要求的数字序列的设备。随机数生成器从一个程序员指定的范围内提取一个值。由于这是用一种确定的数学算法选择的，是以相同的概率从一组有限的数字中选取的，因此所选数字并不具有完全的随机性。但是从实用的角度而言，其随机程度已足够了。上一页下一页返回３.１学会使用已有资源表３.２中列出了Ｒａｎｄｏｍ类的一些常用方法。其中，Ｎｅｘｔ方法用来产生随机整数。它可以不带参数，这样表示产生一个整个ｉｎｔ范围内的随机值，包括负数。但是，实际问题中通常需要更具体的范围，可以使用带参数的Ｎｅｘｔ方法返回一个从０到比给定参数（ｍａｘＶａｌｕｅ）小１的范围内的整数值。３.１.５.ＮＥＴ框架类之Ｓｔｒｉｎｇ类在学习情境一中，已经知道了Ｃ＃支持的基本数据类型。其中，有用来存放单个字符的ｃｈａｒ类型，它们用单引号表示。那么，由多个字符组成、用双引号表示的字符串该如何表示呢？在Ｃ＃中，ｓｔｒｉｎｇ作为一种内在的或者原始的数据类型来使用。它可以用简单的变量初始化来创建。上一页下一页返回３.１学会使用已有资源实际上，在Ｃ＃中也包含了一个名称为Ｓｔｒｉｎｇ的类，它是ｓｔｒｉｎｇ关键字的一个别名，二者可以互换使用。在实例代码中使用关键字ｓｔｒｉｎｇ，但是如果在联机帮助文档中查找ｓｔｒｉｎｇ，则指向的是Ｓｔｒｉｎｇ类。这并不矛盾，因为在内部，Ｃ＃将所有原始类型均表示为类，见表３.３。表３.４中列出了ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ类的一些构造函数和常用成员。上一页下一页返回３.１学会使用已有资源Ｓｔｒｉｎｇ和ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ两种类型之间的转换方法如下：要从一个Ｓｔｒｉｎｇ对象中得到一个ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ对象，可使用ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ类的构造函数ｐｕｂｌｉｃＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ（Ｓｔｒｉｎｇ）；，要从ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ对象中得到Ｓｔｒｉｎｇ对象，可使用ＴｏＳｔｒｉｎｇ方法。演示如下：StringBuildermyStringBuilder=newStringBuilder（myString）；StringmyString=myStringBuilder.ToString（）；上一页返回３.２学生类的初步设计３.２.１程序描述创建类及对象：本任务设计一个学生基本信息的实体类，并在Ｗｉｎｄｏｗｓ应用程序的窗体中调用该类。本任务在窗体类中创建并修改学生类实例对象的属性，通过学生类实例调用类中公共方法，最后将调用的结果显示在窗体的ｌａｂｅｌ控件上。运行结果如图３.１所示。在已有项目中增加一个新类有两种方法。①选择“项目”→“添加类”菜单项。选中后，ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ将显示“添加新项”对话框，并在模板中已选中“类”。②右击解决方案，选择“添加”→“添加类”。和第①种方法一样，ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ将显示“添加新项”对话框。下一页返回３.２学生类的初步设计输入类名“Ｓｔｕｄｅｎｔ”后，单击“确定”，ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ增加一个新类并显示默认的代码。在该代码框架中添加所需代码后，学生信息实体类的基本设计就完成了。３.２.２代码实现及分析1

usingSystem；2

/*********************************3*类名：Student4*创建日期：2014-10-255*功能描述：学生信息实体类6*******************************/7

namespaceWindowsFormsApplication1上一页下一页返回３.２学生类的初步设计8

{9［Serializable］10

publicclassStudent11

{12

#regionPrivateMembers13

protectedintid；14

protectedintclassID；15

protectedstringstudentNO=String.Empty；16

protectedstringstudentname=String.Empty；17

protectedstringsex=String.Empty；18

protectedstringaddress=String.Empty；上一页下一页返回３.２学生类的初步设计19

protecteddoublepostalCode；20

#endregion21

#regionPublicProperties22

publicintId23

{24

get{returnid；}25

}26

publicintClassID27

{28

get{returnclassID；}29

set{classID=value；}上一页下一页返回３.２学生类的初步设计30

}31

publicstringStudentNO32

{33

get{returnstudentNO；}34

set{studentNO=value；}35

}36

publicstringStudentName37

{38

get{returnstudentname；}39

set{studentname=value；}40

}41

publicstringSex上一页下一页返回３.２学生类的初步设计42

{43

get{returnsex；}44

set{sex=value；}45

}46

publicstringAddress47

{48

get{returnaddress；}49

set{address=value；}50

}51

publicdoublePostalCode52

{上一页下一页返回３.２学生类的初步设计53

get{returnpostalCode；}54

set{postalCode=value；}55

}56

#endregion57

publicboolistownee（strings1，strings2）58

{59

return（s1==s2）；60

}61

publicvoideditStu（stringsNo，stringsAdd，doublesPC）62

{63

this.StudentNO=sNo；上一页下一页返回３.２学生类的初步设计64

this.address=sAdd；65

this.postalCode=sPC；66

}67

}68

}代码分析：１２～２０定义了学生信息类的私有成员。２１～５６定义了该类的公有属性，并设置其访问器。可利用访问器来访问类的私有成员。其中，Ｉｄ是只读属性，因为它只有ｇｅｔ访问器。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计５７～６０这是一个公有布尔类型的方法，含有两个字符串类型的参数。利用ｒｅｔｕｒｎ语句返回（ｓ１＝＝ｓ２）的值。若两个字符串相等，则返回ｔｒｕｅ，否则返回ｆａｌｓｅ。在该例中用来判断两个学生是否同乡。６１～６６这是一个公有无返回值（ｖｏｉｄ）的函数，有３个参数。该函数用来编辑学生的学号、地址和邮编。由关键字ｖｏｉｄ修饰的函数无须ｒｅｔｕｒｎ语句。３.２.３方法的解析１.类和对象在深入学习类之前，作为初学者，先分清类和对象的概念。类是一个抽象的概念，对象则是类的具体实例。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计比如学生是一个类，张三、李四、王五都是对象；首都是一个类，北京、华盛顿、莫斯科都是对象；动画猫是一个类，Ｋｉｔｔｙ、Ｇａｒｆｉｅｌｄ和Ｄｏｒａｅｍｏｎ都是对象。类是抽象的概念，对象是真实的个体。可以说张三（对象）的体重是５５ｋｇ，而不能说学生（类）的体重是５５ｋｇ；可以说北京２００８年举办了奥运会，而不能说首都在２００８年举办了奥运会。一般情况下，认为状态是描述具体对象而不是描述类的，行为是由具体对象发出的，而不是由类发出的。现实生活中到处都是对象，一个学生、一辆汽车、一头大象，乃至一种语言、一种方法，都可以称为对象。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计２.学生类的组成部分学生类由学生的数据声明和方法声明组成。数据声明表现为变量；方法则表现为给定名称的、具有特定功能的一组代码。在Ｃ＃中，方法都是某个类的一部分。当程序调用一个方法时，Ｃ＃将控制流程传递给这个方法，按照流程一行一行地执行方法中的语句。方法执行完成后，控制流程返回程序调用方法的地方，继续原来的执行。被触发的方法也称为被调方法（ｃａｌｌｅｄｍｅｔｈｏｄ），触发它的方法称为主调方法（ｃａｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ）。如果它们在同一个类中，则调用只需要使用方法名；如果它们不在同一个类中，则要通过其他类的对象名来触发（静态方法可以通过类名或者对象名来访问）。图３.２显示了方法调用时的执行流程。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计３.ｒｅｔｕｒｎ语句ｒｅｔｕｒｎ语句用在方法中。程序执行到ｒｅｔｕｒｎ语句时，直接返回方法调用语句。Ｒｅｔｕｒｎ语句有两种方式：无表达式的ｒｅｔｕｒｎ语句，只能用在无返回值的成员中；带表达式的ｒｅｔｕｒｎ语句，只能用在有返回值的函数成员中。①如果是ｖｏｉｄ方法，则可以使用无表达式的ｒｅｔｕｒｎ语句，也可以省略。无表达式的ｒｅ⁃ｔｕｒｎ语句即“ｒｅｔｕｒｎ；”，程序执行到ｒｅｔｕｒｎ立即返回调用语句。如果省略ｒｅｔｕｒｎ语句，则程序执行到方法的末尾才返回。②对于有返回值的方法，ｒｅｔｕｒｎ语句后面可以是常量表达式，也可以是变量表达式，且必须和方法的返回类型是一致的，或者是可以直接隐式转换的。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计４.实例方法和静态方法这里主要学习实例方法和静态方法。实例方法是较常见的方法，比如上个任务中，Ｒａｎ⁃ｄｏｍ类和ＳｔｒｉｎｇＢｕｉｌｄｅｒ类中的绝大部分方法都是实例方法。实例方法必须先实例化对象，再用对象调用方法。静态方法也提到过Ｍａｔｈ类中的所有方法。静态方法使用类名调用。５.方法的重载回想一下刚刚看过的程序片段：publicintSum（intpara1，intpara2）{

return

para1+para2；}上一页下一页返回３.２学生类的初步设计该方法实现两个整数的相加。如果想让两个ｓｔｒｉｎｇ型或两个ｄｏｕｂｌｅ型相加，该怎么做？如果为ｓｔｒｉｎｇ、ｄｏｕｂｌｅ，再各自写一个方法，那么在调用之前就要先清楚参数的类型。能不能不管参数是什么类型，都不影响函数的调用呢？这就要用到方法的重载。３.２.４域和属性为了保存类的实例的各种数据信息，Ｃ＃提供了两种方法：域和属性。域（字段）和属性都可以从界面中添加。１.添加域打开类视图，右击要添加域的类，在弹出的菜单中选择“添加”→“添加字段”命令。选择后，ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ弹出“添加字段”对话框。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计在对话框中可设置字段的访问、字段类型、字段名和字段修饰符等信息，还可以设置字段的注释说明文字。设置完成后，单击“完成”，类的代码中将被ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ添加字段的声明语句。如：protectedintclassID；其中，字段的访问修饰符可以是以下几种：•ｎｅｗ•ｐｕｂｌｉｃ•ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ•ｉｎｔｅｒｎａｌ•ｐｒｉｖａｔｅ上一页下一页返回３.２学生类的初步设计•ｓｔａｔｉｃ•ｒｅａｄｏｎｌｙ静态域的声明使用ｓｔａｔｉｃ修饰符，只读使用ｒｅａｄｏｎｌｙ修饰符，其他都是非静态域。声明成只读的字段和声明成ｃｏｎｓｔ的效果是一样的。２.域（字段）的初始化ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ为每个未经初始化的变量自动初始化为本身的默认值。对于所有引用类型的变量，默认值为ｎｕｌｌ。所有变量类型的默认值见表３.６。上一页下一页返回３.２学生类的初步设计３.添加属性在类视图中，右击要添加域的类，选择“添加”→“添加属性”命令，则弹出添加属性对话框。和字段一样，新增属性也可以设置很多信息。其中，访问器一栏表示该属性在被外部访问时，是只能读取（获取）、只能写入（设置）还是可读取加写入。以下是ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ自动生成的代码：publicintClassID{

get{

}

set{

}}上一页下一页返回３.２学生类的初步设计属性的修饰符有以下几种：•ｎｅｗ•ｐｕｂｌｉｃ•ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ•ｉｎｔｅｒｎａｌ•ｐｒｉｖａｔｅ•ｓｔａｔｉｃ•ｖｉｒｔｕａｌ•ｓｅａｌｅｄ•ｏｖｅｒｒｉｄｅ•ａｂｓｔｒａｃｔ上一页下一页返回３.２学生类的初步设计其中，ｓｔａｔｉｃ、ｖｉｒｔｕａｌ、ｏｖｅｒｒｉｄｅ和ａｂｓｔｒａｃｔ这几个修饰符不能同时使用。在属性的访问声明中：①只有ｓｅｔ访问器表明属性的值只能进行设置而不能读出；②只有ｇｅｔ访问器表明属性的值是只读的，不能改写；③同时具有ｓｅｔ访问器和ｇｅｔ访问器表明属性的值的读／写都是允许的。添加方法和索引器的向导对话框一目了然，这里就不一一列举了。上一页返回３.３学生类的进阶设计３.３.１程序描述本程序是在３.２节的基础上再做进一步的设计，主要示范重构的构造函数。对于其他知识点，“封装”已经在上个程序的代码中体现出来，“继承”在知识点中有详细例程，请读者根据例子程序自行练习。重构的构造函数演示效果如图３.３所示。３.３.２代码实现及分析展示学生类中的代码框架和上个程序的相同，这里不再占用篇幅，只给出构造函数。publicStudent（）{}publicStudent（inti，strings1，strings2，strings3）下一页返回３.３学生类的进阶设计{

this.classID=i；

this.studentNO=s1；

this.studentname=s2；

this.sex=s3；}这两个名字相同的函数是构造函数。第一个为成员变量分配内存空间，给出默认初值；第二个为新建的学生实例初始化基本信息：班级号、学号、姓名和性别。编译器会自动根据参数来选择不同的构造函数。上一页下一页返回３.３学生类的进阶设计３.３.３构造函数和析构函数１.构造函数ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ在新建类时创建的代码中，有一个方法的名字和类名是一样的，这个特殊的方法称为构造方法（函数）。构造函数是对象实例化时触发的方法。如果没有为对象提供构造函数，则默认情况下Ｃ＃将创建一个构造函数，该构造函数实例化对象，并将所有成员变量设置为默认值。不带参数的构造函数称为“默认构造函数”。无论何时，只要使用ｎｅｗ运算符实例化对象，并且不为ｎｅｗ提供任何参数，就会调用默认构造函数，如：Studentscofield=newStudent（）；上一页下一页返回３.３学生类的进阶设计实际上，经常使用构造函数来初始化那些和每个对象均相关的成员变量，如：

publicStudent（）

{publicStudent（stringname，intage，stringhobby）

{

=name；

this.age=age；

this.hobby=hobby；

}}

Student

wu

=

newStudent（"吴双"，20，"运动"）；上一页下一页返回３.３学生类的进阶设计由此看出，构造函数也是可以重载的。构造函数在两个方面不同于常规方法：①构造函数与类同名。②构造函数没有返回值类型。这与返回值类型为ｖｏｉｄ的函数不同。程序员常犯的一个错误就是在构造函数的前面加上ｖｏｉｄ返回类型。在构造函数前放任何返回类型，包括ｖｏｉｄ，都将被编译器理解为一个（碰巧）和类的名称相同的常规方法。这样，它就不能作为构造函数来触发，这有时会导致难以解释的错误信息。２.析构函数析构函数用于析构类的实例。程序员无法控制何时调用析构函数，因为这是由垃圾回收器决定的。垃圾回收器检查是否存在应用程序不再使用的对象。上一页下一页返回３