C#计算矩形面积：通过定义结构 vs 通过继承类

一、涉及到的知识点

1.结构

2.结构和类的区别

3.继承

4.使用类继承提高程序的开发效率

5.属性

（1）属性定义

（2）get访问器

（3）set访问器

6. 属性和字段的区别

二、实例：通过定义结构计算矩形面积

1.源码

2.生成效果

三、实例：通过继承类计算梯形面积

1.源码

2.生成效果

一、涉及到的知识点

1.结构

结构是一种可以包含数据成员和方法成员的值类型数据结构。为结构分配数据时不需要从托管堆中分配内存，结构类型的变量直接包含了该结构的数据。结构中可以包括构造函数、常量、字段、方法、属性、运算符、事件和嵌套类型等，但如果要同时包括上述几种成员，则应该考虑使用类。

使用结构对于小的数据结构特别有用，能够节省大量的分配内存，如复数和坐标系中的点。结构具有以下特点：

结构是值类型。
向方法传递结构时，是通过传值方式传递的，而不是作为引用传递的。
结构的实例化可以不使用new运算符。
结构可以声明构造函数，但它们必须带参数。
一个结构不能从另一个结构或类继承。所有结构都直接继承自System.ValueType，而System.ValueType继承自System.Object。
结构可以实现接口。
在结构中初始化实例字段是错误的。

由于结构的副本由编译器自动创建和销毁，因此不需要使用默认构造函数和析构函数。实际上，编译器通过为所有字段赋予默认值来实现默认构造函数。

C#中，使用struct关键字来定义结构，语法格式如下：

 【结构修饰符】 struct 【结构名】{}

2.结构和类的区别

结构是值类型，它在栈上分配数据，并且结构的赋值将分配产生一个新的对象；

而类是引用类型，它在堆上分配数据，对类的对象进行赋值时只是复制了引用，它们都指向同一个实际对象分配的内存。

3.继承

继承是面向对象编程最重要的特性之一，任何类都可以从另外一个类继承，这就是说，这个类拥有它继承的类的所有成员。在面向对象编程中，被继承的类称为父类或基类。C#中提供了类的继承机制，但只支持单继承，而不支持多重继承，即在C#中一次只允许继承一个类，不能同时继承多个类。

利用类的继承机制，程序开发人员可以在已有类的基础上构造新类，这一性质使得类支持分类的概念。例如，用户可以通过增加、修改或替换类中的方法对这个类进行扩充，以适应不同的应用要求。在日常生活中很多东西都很有条理，那是因为它们有着很好的层次分类，如果不用层次分类，则需要对每个对象都定义其所有的性质。使用继承后，每个对象就可以只定义自己的特殊性质，每一层的对象只需定义本身的性质，其他性质可以从上一层继承下来。

继承一个类时，类成员的可访问性是一个重要的问题。子类(派生类)不能访问基类的私有成员，但是可以访问其公共成员，这就是说，只要使用public声明类成员，就可以让一个类成员被基类和子类(派生类)同时访问，同时也可以被外部的代码访问。

为了解决基类成员访问问题，C#还提供了另外一种可访问性，即protected，只有子类(派生类)才能访问protected成员，基类和外部代码都不能访问protected成员。

除了可以定义成员的保护级别外，还可以为成员定义其继承行为。基类的成员可以是虚拟的，成员可以由继承它的类重写。子类(派生类)可以提供成员的其他执行代码，这种执行代码不会删除原来的代码，仍可以在类中访问原来的代码，但外部代码不能访问它们。如果没有提供其他执行方式，外部代码就直接访问基类中成员的执行代码。

另外，基类还可以定义为抽象类。抽象类不能直接实例化，要使用抽象类就必须继承这个类，然后再实例化。C#中实现继承的语法格式如下：

class DerivedClass:BaseClass {}
说明：继承类时，必须在子类和基类之间使用冒号(:)。

4.使用类继承提高程序的开发效率

类可以从另外一个类继承，也就是说，这个类拥有它继承的类的所有成员(除构造方法外)。利用类的继承机制，程序开发人员可以在已有类的基础上构造新类，从而更快地提高程序的开发效率。

5.属性

在定义类尤其定义基类时离不开对属性的声明。属性定义的过程中需要用到get访问器和set访问器。

（1）属性定义

属性是对现实实体特征的抽象，它提供了对类或对象性质的访问。类的属性描述的是状态信息，在类的实例中，属性的值表示对象的状态值。属性不表示具体的存储位置，属性有访问器，这些访问器指定在它们的值被读取或写入时需要执行的语句。所以属性提供了一种机制，把读取和写入对象的某些特性与一些操作关联起来，程序员可以像使用公共数据成员一样使用它。属性的声明格式如下：

【修饰符】【类型】【属性名】
{get {get访问器体}set {set访问器体}
}
参数说明
修饰符：指定属性的访问级别。
类型：指定属性的类型，可以是任何的预定义或自定义类型。
属性名：一种标识符，命名规则与字段相同，但是，属性名的第一个字母通常都大写。

（2）get访问器

get访问器相当于一个具有属性类型返回值的无参数方法，它除了作为赋值的目标外，当在表达式中引用属性时，将调用该属性的get访问器计算属性的值。get访问器体必须用return语句来返回，并且所有的return语句都必须返回一个可隐式转换为属性类型的表达式。

（3）set访问器

set访问器相当于一个具有单个属性类型值参数和void返回类型的方法。set访问器的隐式参数始终命名为value。当一个属性作为赋值的目标被引用时就会调用set访问器，所传递的参数将提供新值。不允许set访问体中的return语句指定表达式。由于set访问器存在隐式的参数value,所以set访问器中不能自定义使用名称为value的局部变量或常量。

由于set访问器中可以包含大量的语句，因此可以对赋予的值进行检查，如果值不安全或者不符合要求，就给予提示，这样可以避免因为给属性设置了错误的值而导致的错误。

6. 属性和字段的区别

属性和字段都可以访问对象中包含的数据。对象数据用来区分不同的对象，同一个类的不同对象可能在属性和字段中存储了不同的值。字段和属性都可以输入，通常把信息存储在字段和属性中，但是属性和字段是不同的，属性不能直接访问数据，字段可以直接访问数据。在属性中可以添加对数据访问的限制，例如，有一个int类型的属性，可以限制它只能存储1～5的数字，但如果用字段就可以存储任何int类型的数值。

二、实例：通过定义结构计算矩形面积

1.源码

//定义一个结构，然后通过结构计算矩形面积
namespace _112
{public partial class Form1 : Form{private GroupBox? groupBox1;private TextBox? textBox2;private TextBox? textBox1;private Label? label2;private Label? label1;private Label? label3;private TextBox? textBox3;private Button? button1;public Form1(){InitializeComponent();StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;Load += Form1_Load;}private void Form1_Load(object? sender, EventArgs e){// // label1// label1 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(16, 30),Name = "label1",Size = new Size(32, 17),TabIndex = 0,Text = "长："};// // label2// label2 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(16, 57),Name = "label2",Size = new Size(32, 17),TabIndex = 1,Text = "宽："};// // textBox1// textBox1 = new TextBox{Location = new Point(76, 24),Name = "textBox1",Size = new Size(100, 23),TabIndex = 2};// // textBox2// textBox2 = new TextBox{Location = new Point(76, 51),Name = "textBox2",Size = new Size(100, 23),TabIndex = 3};// // groupBox1// groupBox1 = new GroupBox{Location = new Point(12, 12),Name = "groupBox1",Size = new Size(190, 81),TabIndex = 0,TabStop = false,Text = "矩形参数："};groupBox1.Controls.Add(textBox2);groupBox1.Controls.Add(textBox1);groupBox1.Controls.Add(label2);groupBox1.Controls.Add(label1);groupBox1.SuspendLayout();// // label3// label3 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(12, 105),Name = "label3",Size = new Size(44, 17),TabIndex = 4,Text = "面积："};// // textBox3// textBox3 = new TextBox{Location = new Point(67, 99),Name = "textBox3",Size = new Size(77, 23),TabIndex = 5};// // button1// button1 = new Button{Location = new Point(155, 99),Name = "button1",Size = new Size(47, 23),TabIndex = 6,Text = "计算",UseVisualStyleBackColor = true};button1.Click += Button1_Click;// // Form1// AutoScaleDimensions = new SizeF(7F, 17F);AutoScaleMode = AutoScaleMode.Font;ClientSize = new Size(214, 131);Controls.Add(button1);Controls.Add(label3);Controls.Add(textBox3);Controls.Add(groupBox1);Name = "Form1";Text = "定义结构计算面积";groupBox1.ResumeLayout(false);groupBox1.PerformLayout();}/// <summary>/// 按钮事件/// </summary>private void Button1_Click(object? sender, EventArgs e){Rectangle myRectangle = new(Convert.ToDouble(textBox1!.Text), Convert.ToDouble(textBox2!.Text));textBox3!.Text = myRectangle.RectangleArea().ToString();}/// <summary>/// 使用自定义构造函数实例化矩形结构/// 构造函数，初始化矩形的宽和高/// 计算矩形的面积/// </summary>/// <param name="x">矩形的宽</param>/// <param name="y">矩形的高</param>public struct Rectangle(double x, double y){public double width = x;public double height = y;/// <summary>/// 计算矩形面积/// </summary>/// <returns>矩形面积</returns>public readonly double RectangleArea(){return width * height;}}}
}

2.生成效果

三、实例：通过继承类计算梯形面积

1.源码

//通过继承类计算梯形的面积
namespace _113
{public partial class Form1 : Form{private GroupBox? groupBox1;private TextBox? textBox3;private TextBox? textBox2;private TextBox? textBox1;private Label? label3;private Label? label2;private Label? label1;private Label? label4;private TextBox? textBox4;private Button? button1;public Form1(){InitializeComponent();StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;Load += Form1_Load;}private void Form1_Load(object? sender, EventArgs e){// // textBox3// textBox3 = new TextBox{Location = new Point(83, 80),Name = "textBox3",Size = new Size(100, 23),TabIndex = 5};// // textBox2// textBox2 = new TextBox{Location = new Point(83, 48),Name = "textBox2",Size = new Size(100, 23),TabIndex = 4};// // textBox1// textBox1 = new TextBox{Location = new Point(83, 16),Name = "textBox1",Size = new Size(100, 23),TabIndex = 3};// // label3// label3 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(11, 86),Name = "label3",Size = new Size(32, 17),TabIndex = 2,Text = "高："};// // label2// label2 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(11, 54),Name = "label2",Size = new Size(44, 17),TabIndex = 1,Text = "下底："};// // label1// label1 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(11, 22),Name = "label1",Size = new Size(44, 17),TabIndex = 0,Text = "上底："};// // groupBox1// groupBox1 = new GroupBox{Location = new Point(12, 12),Name = "groupBox1",Size = new Size(200, 118),TabIndex = 0,TabStop = false,Text = "梯形参数："};groupBox1.Controls.Add(textBox3);groupBox1.Controls.Add(textBox2);groupBox1.Controls.Add(textBox1);groupBox1.Controls.Add(label3);groupBox1.Controls.Add(label2);groupBox1.Controls.Add(label1);groupBox1.SuspendLayout();// // label4// label4 = new Label{AutoSize = true,Location = new Point(12, 142),Name = "label4",Size = new Size(68, 17),TabIndex = 1,Text = "梯形面积："};// // textBox4// textBox4 = new TextBox{Location = new Point(77, 136),Name = "textBox4",Size = new Size(70, 23),TabIndex = 2};// // button1// button1 = new Button{Location = new Point(168, 136),Name = "button1",Size = new Size(44, 23),TabIndex = 3,Text = "计算",UseVisualStyleBackColor = true};button1.Click += Button1_Click;// // Form1// AutoScaleDimensions = new SizeF(7F, 17F);AutoScaleMode = AutoScaleMode.Font;ClientSize = new Size(224, 166);Controls.Add(button1);Controls.Add(textBox4);Controls.Add(label4);Controls.Add(groupBox1);Name = "Form1";Text = "通过继承计算面积";groupBox1.ResumeLayout(false);groupBox1.PerformLayout();}/// <summary>/// 按钮事件：实例化类对象/// 计算梯形面积/// </summary>private void Button1_Click(object? sender, EventArgs e){TrapeziaArea myTrapezoid = new(){SD = Convert.ToDouble(textBox1!.Text),XD = Convert.ToDouble(textBox2!.Text),Height = Convert.ToDouble(textBox3!.Text)};textBox4!.Text = myTrapezoid.Area().ToString();}}/// <summary>/// 自定义Trapezia类/// 该类定义了3个属性/// </summary>class Trapezia{private double sd = 0;      //定义int型变量，作为梯形的上底private double xd = 0;      //定义int型变量，作为梯形的下底private double height = 0;  //定义int型变量，作为梯形的高/// <summary>/// 上底/// </summary>public double SD{get{return sd;}set{sd = value;}}/// <summary>/// 下底/// </summary>public double XD{get{return xd;}set{xd = value;}}/// <summary>/// 高/// </summary>public double Height{get{return height;}set{height = value;}}}/// <summary>/// 自定义类，该类继承自Trapezia/// 继承了父类的3个属性/// </summary>class TrapeziaArea : Trapezia{/// <summary>/// 求梯形的面积/// </summary>/// <returns>梯形的面积</returns>public double Area(){return (SD + XD) * Height / 2;}}
}