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第9节 结构、类与属性

9.1 结构的使用

在C#中，结构（Struct）是一种用户自定义的数据类型，用于封装多个相关的值。与类（Class）不同，结构是值类型（Value Type），而不是引用类型（Reference Type）。

【示例程序代码】 一次性声明多个不同类型的变量

namespace 结构的使用
{//结构放于此空间，所有类都可访问public struct ClerkInfo{public string name;public int age;public string department;public char sex;}class Program{//如果放于此位置，只有当前Program类或继承类可以访问static void Main(string[] args){ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();c1.name = "Flyer";c1.age = 24;c1.department = "数据库维护部";c1.sex = '男';Console.WriteLine("我是{0}，{3}生，今年{1}岁，工作于{2}。",c1.name,c1.age,c1.department,c1.sex);Console.ReadKey();}}
}

运行程序：

我是Flyer，男生，今年24岁，工作于数据库维护部。

在示例代码中出现的一些使用结构的常见情况和示例说明：
1、声明结构：
要声明一个结构，可以使用 struct 关键字，后面跟着结构的名称和定义结构的内容。

    public struct ClerkInfo{public string name;public int age;public string department;public char sex;}

2、创建结构的实例：
可以使用 new 关键字创建结构的实例。

 ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();

3、结构的成员访问：
结构的成员可以通过点符号进行访问。

 c1.name = "Flyer";c1.age = 24;c1.department = "数据库维护部";c1.sex = '男';

4、方法和属性：
结构可以包含方法和属性来定义结构的行为和操作。

可以为示例代码结构添加一个方法来打印结构的信息：

public struct ClerkInfo{public string name;public int age;public string department;public char sex;//可以在结构中添加一个打印信息功能public void PrintInfo(){Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}",name,age);}}

然后，可以通过结构的实例调用该方法：

ClerkInfo c2 = new ClerkInfo()
{name = "程饱饱吃得好饱",age = 24
};
c2.PrintInfo();

运行程序：

Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24

5、结构作为参数和返回值：
结构可以作为方法的参数和返回值。当作为参数传递时，会进行值的复制。

        public void updateClerkInfoName(string newName){c.name = newName;}//当作为返回值返回时，会复制整个结构的值// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法public static ClerkInfo getClerkInfo(){return new ClerkInfo{name = "程饱饱",age = 25};}

 // 调用 updateClerkInfoName() 方法c1.updateClerkInfoName("Choao");Console.WriteLine(c1.name);// 调用 getClerkInfo() 方法ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();Console.WriteLine(clerk.name);Console.WriteLine(clerk.age);

运行程序：

Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25

6、结构的默认构造函数：
结构可以具有默认构造函数。如果没有定义任何构造函数，编译器将自动为结构生成一个默认的无参数构造函数，该构造函数将初始化结构的所有字段为其类型的默认值。

【示例完整代码展示】

namespace 结构的使用
{//结构放于此空间，所有类都可访问public struct ClerkInfo{public string name;public int age;public string department;public char sex;public void PrintInfo(){Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", name, age);}//当作为参数传递时，会进行值的复制public void updateClerkInfoName(string newName){name = newName;}//当作为返回值返回时，会复制整个结构的值// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法public static ClerkInfo getClerkInfo(){return new ClerkInfo{name = "程饱饱",age = 25};}}class Program{//如果放于此位置，只有当前Program类或继承类可以访问static void Main(string[] args){ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();c1.name = "Flyer";c1.age = 24;c1.department = "数据库维护部";c1.sex = '男';            Console.WriteLine("我是{0}，{3}生，今年{1}岁，工作于{2}。", c1.name, c1.age, c1.department, c1.sex);// 调用 updateClerkInfoName() 方法c1.updateClerkInfoName("Choao");Console.WriteLine(c1.name);// 调用 PrintInfo() 方法ClerkInfo c2 = new ClerkInfo{name = "程饱饱吃得好饱",age = 24};c2.PrintInfo();// 调用 getClerkInfo() 方法ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();Console.WriteLine(clerk.name);Console.WriteLine(clerk.age);Console.ReadKey();}}
}

运行程序：

我是Flyer，男生，今年24岁，工作于数据库维护部。
Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25

9.2 枚举

在C#中，枚举（Enumeration）允许定义一组命名常量。它们为常用的一组特定值提供了一个描述性的名称。枚举在代码中提高可读性，并使代码更易于理解。

【代码示例】

namespace 枚举
{//在此空间声明枚举，枚举作用与结构类似，可以在结构中被调用public enum Gender{男, 女}public enum Week{星期一,星期二,星期三,星期四,星期五,星期六,星期天}class Program{static void Main(string[] args){//枚举调用Gender myGender = Gender.男;Week myWorkDay = Week.星期五;Console.WriteLine("我是{0}生，今天是{1}。",myGender,myWorkDay);	//我是男生，今天是星期五。//枚举中每个值会根据定义的顺序从0开始自动赋予每个值一个整型//(int)实现将枚举转换为整型Console.WriteLine((int)myGender);	//0Console.WriteLine((int)myWorkDay);	//4//Console.WriteLine(myGender.ToString());		//男Console.WriteLine(myWorkDay.ToString());	//星期五//将枚举转换为字符串 不能用（string）//只能用myWorkDay.ToString();或Convert.ToString(myWorkDay);Console.WriteLine(myGender);	//男Console.WriteLine(myWorkDay);	//星期五//(枚举名)实现将整型转换为枚举int myInt = 5;Console.WriteLine((Week)myInt); //星期六//将字符串转换为枚举值string myStr = "星期五";Console.WriteLine((Week)Enum.Parse(typeof(Week), myStr));	//星期五Console.ReadKey();}}
}

Note：
当枚举值没有明确赋值时，默认从0开始自增，所以 星期一 的值为0，星期二 的值为1，依此类推。

枚举是用于表示一组有限的可能性的强类型标识符。

9.3 面向对象概述

C# 是一种面向对象的编程语言，它支持面向对象编程（OOP）的核心原则和概念。面向对象编程是一种用于构建软件系统的编程范式，它将现实世界中的问题分解为一组相关的对象，并通过对象之间的交互来解决这些问题。

以下是面向对象编程的一些核心概念和特性：

1、类（Class）：
类是面向对象编程的基本构建块，它是对象的蓝图或模板。类定义了对象的属性（字段）和行为（方法）。

2、对象（Object）：
对象是类的实例化，它是类定义的具体实体，具有特定的状态和行为。通过创建对象，我们可以使用类定义的属性和方法。

3、封装（Encapsulation）：
封装是面向对象的一个重要概念，它将数据和方法封装在类中，并通过公共接口提供对它们的访问。封装隐藏了内部实现的细节，使对象的使用者只需关注公共接口。

4、继承（Inheritance）：
继承允许一个类（子类）从另一个类（父类）继承属性和方法。子类可以扩展父类的功能，并添加自己的特定行为。继承实现了代码的重用和层次结构的建立。

5、多态（Polymorphism）：
多态允许对象在不同的上下文中表现出不同的行为。通过多态，父类的引用可以指向子类的对象，使得在调用相同的方法时可以产生不同的结果。

9.4 类与对象的关系

类和对象是面向对象编程中两个重要的概念，它们之间存在着紧密的关系。

类（Class）：
类是面向对象编程的基本构建块，它是对象的模板或蓝图，用于定义对象的属性（字段）和行为（方法）。类可以看作是一类对象的抽象表示，描述了对象的共同特性。
对象（Object）：
对象是类的实例化，它是类的具体实体，具有特定的状态和行为。通过创建对象，可以使用类定义的属性和方法。

类与对象之间的关系如下：

类是对象的抽象，表示一类相似对象的定义。它描述了对象所具有的属性和方法，并提供了创建对象的模板。
对象是类的具体实例，它根据类的定义创建，并具有类所定义的属性和方法。可以通过关键字 new 来创建类的实例。
类是对象的定义；对象是类的实例。 类定义了对象的结构和行为，包括属性和方法等；而对象持有类定义的属性值和对方法的调用。

【示例代码】

class Car
{public string brand;public string color;public void Start(){Console.WriteLine("The car starts.");}public void Accelerate(){Console.WriteLine("The car accelerates.");}
}class Program
{static void Main(string[] args){// 创建一个Car类的对象Car myCar = new Car();// 设置对象的属性值myCar.brand = "Toyota";myCar.color = "Red";// 调用对象的方法myCar.Start();myCar.Accelerate();Console.ReadKey();}
}

在上述代码中，定义了一个名为 Car 的类，它具有 brand 和 color 属性以及 Start( ) 和 Accelerate( ) 方法。在 Main 方法中，我们创建了一个 Car 类的对象 myCar，并设置了其品牌和颜色属性的值。然后，我们通过 myCar 对象调用了 Start( ) 和 Accelerate( ) 方法。

通过类和对象的关系，我们可以实现代码的封装性、复用性和可维护性。类定义了对象的结构和行为，而对象则代表了类的实例，具有类所定义的属性和方法。

9.5 类的声明

定义类的方式：
右击需要创建类的所在解决方案下的项目 --> 添加 --> 类 --> 命名、添加
完成后会打开一个新的页面，定义完成后保存，可返回Main方法中调用。

【类的声明】

    public enum Gender{男,女}class Clerk{//定义字段，字段可以存放多个值命名规范：_camelCase，变量只能放一个值public string _name;public Gender _gender;public int _age;public string _department;public int _workYears;//定义一个非静态方法public void Print(){Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，在{3}部门工作{4}年了。",this._name, this._gender, this._age, this._department, this._workYears);}}

【类的调用】

        static void Main(string[] args){//调用类需将类实例化 实例化：将类指定个某个对象Clerk c1 = new Clerk();Clerk c2 = new Clerk();//c1对象赋值c1._name = "Flyer.Cheng";c1._gender = Gender.男;c1._age = 24;c1._department = "数据库维护";c1._workYears = 2;//调用非静态方法c1.Print();//c2对象赋值c2._name = "Anna.Wang";c2._gender = Gender.女;c2._age = 25;c2._department = "财务";c2._workYears = 3;//调用非静态方法c2.Print();//声明一个变量string myStr = "程饱饱";Console.WriteLine(c1._name);Console.WriteLine(c2._name);    //_name同一个字段 不同对象Console.WriteLine(myStr);Console.WriteLine(myStr);       //说明字段中可以存储多个值，而变量中只能存一个值Console.ReadKey();}

运行程序：

我叫Flyer.Cheng，男生，今年24岁，在数据库维护部门工作2年了。
我叫Anna.Wang，女生，今年25岁，在财务部门工作3年了。
Flyer.Cheng
Anna.Wang
程饱饱
程饱饱

9.6 属性的使用

9.6.1 属性

在C#中，属性（Properties）是一种特殊的成员，用于封装类的字段，以提供对字段的安全访问和控制。属性允许读取和写入私有字段的值，并提供了对字段的验证和计算的机会。

属性具有类似字段的语法，但在背后使用了get和set访问器来实现对字段的访问和修改。通过属性，可以隐藏实际的字段，并在访问和修改字段时执行额外的逻辑。

以下是使用属性的基本语法：

访问修饰符 数据类型 属性名
{get { return 字段名; }set { 字段名 = value; }
}

1. 访问修饰符：指定属性的可访问性，可以是public、private等。
2. 数据类型：指定属性的数据类型，例如int、string等。
3. 属性名：给属性命名的标识符，按照命名约定应使用PascalCase（首字母大写）。
4. get访问器：用于获取属性的值。它是一个返回属性类型的代码块。
5. set访问器：用于设置属性的值。它是一个接受属性类型的参数的代码块。

以下是一个简单的使用属性的示例：

class Person
{private string name;   // 私有字段public string Name   // 公共属性{get { return name; }set { name = value; }}
}

在上述的示例中，我们定义了一个名为Person的类，其中有一个私有字段 name 和一个公共属性 Name。属性Name提供了对字段name的访问和修改。

使用属性：

Person person = new Person();
person.Name = "flyer";   // 设置属性的值
string name = person.Name;   // 获取属性的值

通过属性，可以对字段的值进行控制和验证，可以在set访问器中加入一些逻辑，以确保赋给属性的值满足一定的条件。以下是一个使用属性验证的示例：

class Person
{private string name;   // 私有字段public string Name   // 公共属性{get { return name; }set {if (value != null && value.Length > 0){name = value;}}}
}

在上述示例中，添加了对属性 Name赋值的验证逻辑。只有当赋给属性的值不为空且长度大于0时，才赋给字段 name。

属性还可以使用自动实现的方式来减少代码量。通过自动实现属性，不需要手动编写get和set访问器，编译器会自动生成默认的访问器。

以下是使用自动实现属性的示例：

class Person
{public string Name { get; set; }   // 自动实现属性
}

在上述代码中，使用简化的语法声明了一个自动属性 Name 。编译器会自动创建一个名为 Name 的私有字段，并使用 get 和 set 访问器对属性的值进行读取和写入。

9.6.2 属性使用

1、属性的声明：
C#中属性的声明类似于方法的声明，但使用 get 和 set 访问器来定义属性的读取和写入行为。属性通常与一个私有字段相关联，以存储属性的值。

public int MyProperty
{get { return myField; }  // 获取属性值并返回set { myField = value; } // 设置属性值
}

在上述代码中，声明了一个名为 MyProperty 的属性，它与一个名为 myField 的私有字段相关联。通过 get 访问器，返回字段的值，通过 set 访问器，设置字段的值。

2、自动属性：
C#中还提供了自动属性的简化语法，可以极大地简化属性的声明。自动属性会自动创建一个隐藏的私有字段，用于存储属性的值。下面是自动属性的示例：

public int MyProperty { get; set; }

在上述代码中，使用简化的语法声明了一个自动属性 MyProperty。编译器会自动创建一个名为 MyProperty 的私有字段，并使用 get 和 set 访问器对属性的值进行读取和写入。

使用自动属性时，可以提供简洁性和可读性；但是如果需要在获取或设置属性值时执行其他逻辑，还是需要使用完整的属性声明。

3、只读属性：
如果只需要创建一个只读属性，即只有 get 访问器而没有 set 访问器，可以省略 set 访问器。只读属性只能在构造函数或属性的初始值设定项中设置值。

public int MyReadOnlyProperty { get; }

在上述代码中，声明了一个只读属性 MyReadOnlyProperty，只有 get 访问器。这意味着可以通过 get 访问器读取属性的值，但无法通过 set 访问器设置属性的值。

4、访问属性：

// 创建类的实例
MyClass obj = new MyClass();// 设置属性的值
obj.MyProperty = 10;// 获取属性的值
int value = obj.MyProperty;

在上述代码中，创建了一个类的实例 obj。通过 obj 对象，我们可以使用点运算符 . 来访问和设置属性的值。

Note：
① 属性由 get 和 set 访问器组成，用于读取和写入属性的值。
② 访问器可以定义为 public、private、protected 或 internal 等修饰符，用于控制对属性的访问级别。

【综合代码示例】

1、Clerk类的定义：

    class Clerk{//类中可以存放：//字段：采用_camelCase命名方式//属性：采用PascaCase命名方式//方法：//定义属性后往往都会通过属性来访问字段//通常情况下 属性声明为public 字段声明为private//在外部访问类中的字段都是通过属性实现public string _name;public string Name{get;set;    //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定}public char _gender;//定义属性Gender//通常我们将get与set称为访问器，有四种：//1>既读又写 同时包含get和set//2>只读 只包含get//3>只写 只包含set//4>自动 getpublic char Gender{get     //get可以对取值进行限定{if (_gender != '女' && _gender != '男')_gender = 'N';return _gender;}set     //set可以对赋值进行限定{ _gender = value; }}public int _age;//定义属性Agepublic int Age{get     //get可以对取值进行限定{return _age;}set     //set可以对赋值进行限定{if (value < 0 || value > 120) value = 0;_age = value;}}public string _department;public string Department{get;set;    //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定}public int _workYears;public int WorkYears{get;set;    //自动属性进行预留，以防后期需要添加限定}public void Print(){Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);//this关键字表示当前类对象}}

2、主体方法调用类：

    class Program{static void Main(string[] args){//将类实例化后分别赋值，调用方法Clerk c1 = new Clerk();//直接调用c1.Name = "程饱饱";c1.Gender = '男';c1.Age = 24;c1.Department = "数据库开发维护部";c1.WorkYears = 2;c1.Print();//通过属性调用Console.WriteLine("通过属性访问字段：Gender：{0}，Age：{1}。",c1.Gender,c1.Age);Console.ReadKey();          }}

9.7 构造函数和析构函数

9.7.1 构造函数

构造函数是用于初始化对象的特殊方法，它有以下特性：
① 它在创建对象时自动调用，并用于设置对象的初始状态。
② 名称与类的名称相同，并且没有返回类型。
③ 可以具有参数（参数化构造函数），用于在创建对象时传递参数。
④ 参数化构造函数可以接受不同类型和数量的参数。
⑤ 构造函数支持重载。

【示例代码】

1、类和方法的定义

    public enum Gender{男,女}class Clerk{private string _name;public string Name{get { return _name; }set { _name = value; }}private Gender _gender;public Gender Gender{get{ return _gender; }set{ _gender = value; }}      private int _age;public int Age{get{return _age;}set{_age = value;}}private string  _department;public string Department{get { return _department; }set { _department = value; }}private int _workYears;public int WorkYears{get { return _workYears; }set { _workYears = value; }}public void Print(){Console.WriteLine("我叫{0}，{1}生，今年{2}岁，我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);}//构造函数：是一种特殊的方法，没有返回值但是不能使用void，必须public，且构造函数的名称必须跟类名一致public Clerk(string name,Gender gender,int age,string department,int workYears){this.Name = name;this.Gender = gender;this.Age = age;this.Department = department;this.WorkYears = workYears;}}

2、主体方法的调用
① 如果没有定义构造函数Clerk，需要实例化类然后赋值并调用：

    class Program{static void Main(string[] args){Clerk c1 = new Clerk();c1.Name = "程饱饱";c1.Gender = Gender.男;c1.Age = 24;c1.Department = "数据库维护开发部";c1.WorkYears = 2;c1.Print();Console.ReadKey();}}

我叫程饱饱，男生，今年24岁，我已经在数据库维护开发部工作2年了。

② 定义构造函数Clerk后，可简化实例化及赋值代码：

    class Program{static void Main(string[] args){Clerk c1 = new Clerk("程饱饱",Gender.男,24, "数据库维护开发部",2);c1.Print();Console.ReadKey();}}

我叫程饱饱，男生，今年24岁，我已经在数据库维护开发部工作2年了。

new 关键字：
1）在内存中开辟空间
2）在开辟空间中创建对象
3）对对象进行初始化，将各个属性值赋值

在创建类中会存在一个默认的无参数的构造函数，一旦定义了新的构造函数，不论新的构造函数是否有有参数，原默认的无参数的构造函数都会被覆盖掉。

9.7.2 析构函数

析构函数 是在销毁对象时自动调用的特殊方法：
① 它的名称与类的名称相同，但在方法名前加上一个波浪号（~）。
② 析构函数没有参数，没有访问修饰符和返回类型。
③ 析构函数不需要手动调用，CLR（Common Language Runtime）会自动在对象销毁时调用析构函数。
④ 析构函数常用于执行一些清理操作，例如释放非托管资源、关闭文件、释放数据库连接等。

需要注意：
C#中的析构函数不像其他语言（如C++）那样可靠，无法保证准确的释放资源。因此，在C#中常用的是使用 Dispose( ) 方法和 using 语句来释放资源。

以下是析构函数的基本语法：

public class MyClass
{~MyClass() // 析构函数的声明{// 析构函数的代码}
}

关于析构函数：
1、析构函数的执行时机：
① 析构函数在对象被销毁时自动调用，也就是当对象的生命周期结束时（例如，对象离开作用域、对象被赋予其他引用、程序终止等）。
② 析构函数不能被显式调用，也不能手动触发对象的销毁。

2、析构函数的清理操作：
① 析构函数主要用于执行清理操作，例如释放非托管资源（如文件、数据库连接等）或其他资源的释放和关闭。
② 在析构函数中可以使用任何合法的C#代码，具体的清理操作根据需求来决定。

3、析构函数的注意事项：
① 析构函数通常用于释放非托管资源。对于托管资源（例如，使用垃圾回收管理的资源），不需要在析构函数中进行额外的处理，因为垃圾回收器会自动释放托管资源。
② 由于析构函数的执行时间是无法确定的，不要在析构函数中依赖于外部资源或其他对象的状态。
析构函数不能被继承、重载或显式调用。
③ 一个类只能有一个析构函数。

4、垃圾回收器（Garbage Collector）和析构函数：
① 垃圾回收器负责管理和释放托管内存，它会自动回收不再使用的对象以释放内存空间。
② 与垃圾回收器不同，析构函数主要用于释放非托管资源，并在对象销毁时执行其他清理操作（如关闭文件、释放数据库连接）。

9.8 类的继承

面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。

9.9 类的封装

面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。

9.10 类的多态

面向对象编程（Object-oriented programming）的三个基本特征是封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和多态（Polymorphism）。