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第五章 類(1)
前一章討論了數(shù)據(jù)類型和它們的用法。現(xiàn)在我們轉(zhuǎn)移到C#中至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)——類。沒有了類，就連簡單的C#程序
都不能編譯。這一章假定你知道了一個類的基本組成部分：方法、屬性、構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。 C#在其中增加了索引和事
件。
在這一章中，你學(xué)到下列有關(guān)類的話題。
。 使用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
。給類寫方法
。給一個類增加屬性存取標(biāo)志
。實(shí)現(xiàn)索引
。創(chuàng)建事件并通過代表元為事件關(guān)聯(lián)客戶
。應(yīng)用類、成員和存取修飾符。
5.1 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
在你可以訪問一個類的方法、屬性或任何其它東西之前， 第一條執(zhí)行的語句是包含有相應(yīng)類的構(gòu)造函數(shù)。甚至
你自己不寫一個構(gòu)造函數(shù)，也會有一個缺省的構(gòu)造函數(shù)提供給你。
class TestClass
{
public TestClass(): base() {} // 由編譯器提供
}
一個構(gòu)造函數(shù)總是和它的類名相同，但是，它沒有聲明返回類型。總之，構(gòu)造函數(shù)總是public的，你可以用它們來
初始化變量。
public TestClass()
{
// 在這給變量
// 初始化代碼等等。
}
如果類僅包含靜態(tài)成員(能以類型調(diào)用，而不是以實(shí)例調(diào)用的成員)，你可以創(chuàng)建一個private的構(gòu)造函數(shù)。
private TestClass() {}
盡管存取修飾符在這一章的后面將要大篇幅地討論，但是private意味著從類的外面不可能訪問該構(gòu)造函數(shù)。所
以，它不能被調(diào)用，且沒有對象可以自該類定義被實(shí)例化。
并不僅限于無參數(shù)構(gòu)造函數(shù)——你可以傳遞初始參數(shù)來初始化成員。
public TestClass(string strName, int nAge) { ... }
作為一個C/C++程序員，你可能習(xí)慣于給初始化寫一個附加的方法，因?yàn)樵跇?gòu)造函數(shù)中沒有返回值。當(dāng)然，盡管在
C#中也沒有返回值，但你可以引發(fā)一個自制的異常，以從構(gòu)造函數(shù)獲得返回值。更多有關(guān)異常處理的知識在第七章 "異常
處理"中有討論。
但是，當(dāng)你保留引用給寶貴的資源，應(yīng)該想到寫一個方法來解決：一個可以被顯式地調(diào)用來釋放這些資源。問題是
當(dāng)你可以在析構(gòu)函數(shù)(以類名的前面加"~"的方式命名)中做同樣的事情時，為何還要寫一個附加的方法.
public ~TestClass()
{
// 清除
}
你應(yīng)該寫一個附加方法的原因是垃圾收集器，它在變量超出范圍后并不會立即被調(diào)用，而僅當(dāng)間歇期間或內(nèi)存條件滿
足時才被觸發(fā)。當(dāng)你鎖住資源的時間長于你所計劃的時間時，它就會發(fā)生。因此，提供一個顯式的釋放方式是一個好主
意，它同樣能從析構(gòu)函數(shù)中調(diào)用。
public void Release()
{
// 釋放所有寶貴的資源
}
public ~TestClass()
{
Release();
}
調(diào)用析構(gòu)函數(shù)中的釋放方法并不是必要的——總之，垃圾收集會留意釋放對象。但沒有忘記清除是一種良好的習(xí)慣。
5.2 方法
既然對象能正確地初始化和結(jié)束，所剩下來的就是往類中增加功能。在大多數(shù)情況下，功能的主要部分在方法中能得
到實(shí)現(xiàn)。你早已見過靜態(tài)方法的使用，但是，這些是類型(類)的部分，不是實(shí)例(對象)。
為了讓你迅速入門，我把這些方法的煩瑣問題安排為三節(jié)：
。方法參數(shù)
。改寫方法
。方法屏蔽
5.2.1 方法參數(shù)
因方法要處理更改數(shù)值，你多多少少要傳遞值給方法，并從方法獲得返回值。以下三個部分涉及到由傳遞值和為調(diào)用者
獲取返回結(jié)果所引起的問題。
。輸入?yún)?shù)
。引用參數(shù)
。輸出參數(shù)
5.2.1.1 輸入?yún)?shù)
你早已在例子中見過的一個參數(shù)就是輸入?yún)?shù)。你用一個輸入?yún)?shù)通過值傳遞一個變量給一個方法——方法的變量被調(diào)
用者傳遞進(jìn)來的值的一個拷貝初始化。清單5.1 示范輸入?yún)?shù)的使用。
清單 5.1 通過值傳遞參數(shù)
1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5: public int CalcSquare(int nSideLength)
6: {
7: return nSideLength*nSideLength;
8: }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13: public static void Main()
14: {
15: SquareSample sq = new SquareSample();
16: Console.WriteLine(sq.CalcSquare(25).ToString());
17: }
18: }
因?yàn)槲覀鬟f值而不是引用給一個變量，所以當(dāng)調(diào)用方法時(見第16行)，可以使用一個常量表達(dá)式(25)。整型結(jié)果被傳回
給調(diào)用者作為返回值，它沒有存到中間變量就被立即顯示到屏幕上 。
輸入?yún)?shù)按C/C++程序員早已習(xí)慣的工作方式工作。如果你來自VB，請注意沒有能被編譯器處理的隱式ByVal或ByRef—
—如果沒有設(shè)定，參數(shù)總是用值傳遞。
這點(diǎn)似乎與我前面所陳述的有沖突：對于一些變量類型，用值傳遞實(shí)際上意味著用引用傳遞。迷惑嗎? 一點(diǎn)背景知識
也不需要：COM中的東西就是接口，每一個類可以擁有一個或多個接口。一個接口只不過是一組函數(shù)指針，它不包含數(shù)據(jù)。
重復(fù)該數(shù)組會浪費(fèi)很多內(nèi)存資源；所以，僅開始地址被拷貝給方法，它作為調(diào)用者，仍然指向接口的相同指針。那就是為
什么對象用值傳遞一個引用。
5.2.1.2 引用參數(shù)
盡管可以利用輸入?yún)?shù)和返回值建立很多方法，但你一想到要傳遞值并原地修改它(也就是在相同的內(nèi)存位置)，就沒
有那么好運(yùn)了。這里用引用參數(shù)就很方便。
void myMethod(ref int nInOut)
因?yàn)槟銈鬟f了一個變量給該方法(不僅僅是它的值)，變量必須被初始化。否則，編譯器會報警。清單 5.2 顯示如何用
一個引用參數(shù)建立一個方法。
清單 5.2 通過引用傳遞參數(shù)
1: // class SquareSample
2: using System;
3:
4: public class SquareSample
5: {
6: public void CalcSquare(ref int nOne4All)
7: {
8: nOne4All *= nOne4All;
9: }
10: }
11:
12: class SquareApp
13: {
14: public static void Main()
15: {
16: SquareSample sq = new SquareSample();
17:
18: int nSquaredRef = 20; // 一定要初始化
19: sq.CalcSquare(ref nSquaredRef);
20: Console.WriteLine(nSquaredRef.ToString());
21: }
22: }
正如所看到的，所有你要做的就是給定義和調(diào)用都加上ref限定符。因?yàn)樽兞客ㄟ^引用傳遞，你可以用它來計算出結(jié)果
并傳回該結(jié)果。但是，在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用程序中，我強(qiáng)烈建議要用兩個變量，一個輸入?yún)?shù)和一個引用參數(shù)。
5.2.1.3 輸出參數(shù)
傳遞參數(shù)的第三種選擇就是把它設(shè)作一個輸出參數(shù)。正如該名字所暗示，一個輸出參數(shù)僅用于從方法傳遞回一個結(jié)果。
它和引用參數(shù)的另一個區(qū)別在于：調(diào)用者不必先初始化變量才調(diào)用方法。這顯示在清單5.3中。
清單 5.3 定義一個輸出參數(shù)
1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5: public void CalcSquare(int nSideLength, out int nSquared)
6: {
7: nSquared = nSideLength * nSideLength;
8: }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13: public static void Main()
14: {
15: SquareSample sq = new SquareSample();
16:
17: int nSquared; // 不必初始化
18: sq.CalcSquare(15, out nSquared);
19: Console.WriteLine(nSquared.ToString());
20: }
21: }
5.2.2 改寫方法
面向?qū)ο笤O(shè)計的重要原則就是多態(tài)性。不要理會高深的理論，多態(tài)性意味著：當(dāng)基類程序員已設(shè)計好用于改寫的方法
時，在派生類中，你就可以重定義(改寫)基類的方法。基類程序員可以用 virtual 關(guān)鍵字設(shè)計方法：
virtual void CanBOverridden()
當(dāng)從基類派生時，所有你要做的就是在新方法中加入override關(guān)鍵字：
override void CanBOverridden()
當(dāng)改寫一個基類的方法時，你必須明白，不能改變方法的訪問屬性——在這章的后面，你會學(xué)到更多關(guān)于訪問修飾符
的知識。
除了改寫基類方法的事實(shí)外，還有另一個甚至更重要的改寫特性。當(dāng)把派生類強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成基類類型并接著調(diào)用虛擬方
法時，被調(diào)用的是派生類的方法而不是基類的方法。
((BaseClass)DerivedClassInstance).CanBOverridden();
為了演示虛擬方法的概念，清單 5.4 顯示如何創(chuàng)建一個三角形基類，它擁有一個可以被改寫的成員方法
（ComputeArea）。
清單 5.4 改寫一個基類的方法
1: using System;
2:
3: class Triangle
4: {
5: public virtual double ComputeArea(int a, int b, int c)
6: {
7: // Heronian formula
8: double s = (a + b + c) / 2.0;
9: double dArea = Math.Sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
10: return dArea;
11: }
12: }
13:
14: class RightAngledTriangle:Triangle
15: {
16: public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
17: {
18: double dArea = a*b/2.0;
19: return dArea;
20: }
21: }
22:
23: class TriangleTestApp
24: {
25: public static void Main()
26: {
27: Triangle tri = new Triangle();
28: Console.WriteLine(tri.ComputeArea(2, 5, 6));
29:
30: RightAngledTriangle rat = new RightAngledTriangle();
31: Console.WriteLine(rat.ComputeArea(3, 4, 5));
32: }
33: }
基類Triangle定義了方法ComputeArea。它采用三個參數(shù)，返回一個double結(jié)果，且具有公共訪問性。從Triangle類派
生出的是RightAngledTriangle，它改寫了ComputeArea 方法，并實(shí)現(xiàn)了自己的面積計算公式。兩個類都被實(shí)例化，且在命
名為TriangleTestApp的應(yīng)用類的Main() 方法中得到驗(yàn)證。
我漏了解釋第14行：
class RightAngledTriangle : Triangle
在類語句中冒號（：）表示RightAngledTriangle從類 Triangle派生。那就是你所必須要做的，以讓C#知道你想把
Triangle當(dāng)作RightAngledTriangle的基類。
當(dāng)仔細(xì)觀察直角三角形的ComputeArea方法時，你會發(fā)現(xiàn)第3個參數(shù)并沒有用于計算。但是，利用該參數(shù)就可以驗(yàn)證是
否是“直角”。如清單5.5所示。
清單 5.5 調(diào)用基類實(shí)現(xiàn)
1: class RightAngledTriangle:Triangle
2: {
3: public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
4: {
5: const double dEpsilon = 0.0001;
6: double dArea = 0;
7: if (Math.Abs((a*a + b*b - c*c)) > dEpsilon)
8: {
9: dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
10: }
11: else
12: {
13: dArea = a*b/2.0;
14: }
15:
16: return dArea;
17: }
18: }
該檢測簡單地利用了畢達(dá)哥拉斯公式，對于直角三角形，檢測結(jié)果必須為0。如果結(jié)果不為0，類就調(diào)用它基類的
ComputeArea來實(shí)現(xiàn)。
dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
例子的要點(diǎn)為：通過顯式地利用基類的資格檢查，你就能輕而易舉地調(diào)用基類實(shí)現(xiàn)改寫方法。
當(dāng)你需要實(shí)現(xiàn)其在基類中的功能，而不愿意在改寫方法中重復(fù)它時，這就非常有幫助。
5.2.3 方法屏蔽
重定義方法的一個不同手段就是要屏蔽基類的方法。當(dāng)從別人提供的類派生類時，這個功能特別有價值。看清單
5.6，假設(shè)BaseClass由其他人所寫，而你從它派生出 DerivedClass 。
清單 5.6 Derived Class 實(shí)現(xiàn)一個沒有包含于 Base Class中的方法
1: using System;
2:
3: class BaseClass
4: {
5: }
6:
7: class DerivedClass:BaseClass
8: {
9: public void TestMethod()
10: {
11: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
12: }
13: }
14:
15: class TestApp
16: {
17: public static void Main()
18: {
19: DerivedClass test = new DerivedClass();
20: test.TestMethod();
21: }
22: }
在這個例子中， DerivedClass 通過TestMethod()實(shí)現(xiàn)了一個額外的功能。但是，如果基類的開發(fā)者認(rèn)為把
TestMethod()放在基類中是個好主意，并使用相同的名字實(shí)現(xiàn)它時，會出現(xiàn)什么問題呢？（見清單5.7）
清單 5.7 Base Class 實(shí)現(xiàn)和 Derived Class相同的方法
1: class BaseClass
2: {
3: public void TestMethod()
4: {
5: Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6: }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11: public void TestMethod()
12: {
13: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14: }
15: }
在優(yōu)秀的編程語言中，你現(xiàn)在會遇到一個真正的大麻煩。但是，C#會給你提出警告：
hiding2.cs(13,14): warning CS0114: 'DerivedClass.TestMethod()' hides inherited member 'BaseClass.TestMethod
()'. To make the current method override that implementation, add the override keyword. Otherwise add the
new keyword.
（hiding2.cs(13,14):警告 CS0114:'DerivedClass.TestMethod()' 屏蔽了所繼承的成員'BaseClass.TestMethod()'。要
想使當(dāng)前方法改寫原來的實(shí)現(xiàn)，加上 override關(guān)鍵字。否則加上新的關(guān)鍵字。）
具有了修飾符new，你就可以告訴編譯器，不必重寫派生類或改變使用到派生類的代碼，你的方法就能屏蔽新加入的基類方
法。清單5.8 顯示如何在例子中運(yùn)用new修飾符。
清單 5.8 屏蔽基類方法
1: class BaseClass
2: {
3: public void TestMethod()
4: {
5: Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6: }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11: new public void TestMethod()
12: {
13: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14: }
15: }
使用了附加的new修飾符，編譯器就知道你重定義了基類的方法，它應(yīng)該屏蔽基類方法。但是，如果你按以下方式編寫：
DerivedClass test = new DerivedClass();
((BaseClass)test).TestMethod();
基類方法的實(shí)現(xiàn)就被調(diào)用了。這種行為不同于改寫方法，后者保證大部分派生方法獲得調(diào)用。
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