c#語言入門類型和成員

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前言:

作為面向對象的語言，C# 支持封裝、繼承和多態性這些概念。 類可能會直接繼承一個父類，並且可以實現任意數量的接口。 若要用方法重寫父類中的虛方法，必須使用 override 關鍵字，以免發生意外重定義。 在 C# 中，結構就像是輕量級類，是可以實現接口但不支持繼承的堆棧分配類型。 C# 提供瞭 record class 和 record struct 類型，這些類型的目的主要是存儲數據值。

一、類和對象

類 是最基本的 C# 類型。 類是一種數據結構，可在一個單元中就將狀態（字段）和操作（方法和其他函數成員）結合起來。 類為類實例（亦稱為“對象”）提供瞭定義 。 類支持 繼承 和 多形性，即 派生類 可以擴展和專門針對 基類 的機制。

新類使用類聲明進行創建。 類聲明以標頭開頭。 標頭指定以下內容：

  • 類的特性和修飾符
  • 類的名稱
  • 基類（從基類繼承時）
  • 接口由該類實現。

標頭後面是類主體，由在分隔符 { 和 } 內編寫的成員聲明列表組成。

以下代碼展示的是簡單類 Point 的聲明：

public class Point
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }
    
    public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}

類實例是使用 new 運算符進行創建，此運算符為新實例分配內存，調用構造函數來初始化實例，並返回對實例的引用。 以下語句創建兩個 Point 對象，並將對這些對象的引用存儲在兩個變量中：

var p1 = new Point(0, 0);
var p2 = new Point(10, 20);

當無法再訪問對象時，對象占用的內存會被自動回收。 沒有必要也無法在 C# 中顯式解除分配對象。

1、類型參數

泛型類定義類型參數。 類型參數是用尖括號括起來的類型參數名稱列表。 類型參數跟在類名後面。 然後，可以在類聲明的主體中使用類型參數來定義類成員。 在以下示例中，Pair 的類型參數是 TFirst 和 TSecond：

public class Pair<TFirst, TSecond>
{
    public TFirst First { get; }
    public TSecond Second { get; }
    
    public Pair(TFirst first, TSecond second) => 
        (First, Second) = (first, second);
}

聲明為需要使用類型參數的類類型被稱為 泛型類類型。 結構、接口和委托類型也可以是泛型。 使用泛型類時，必須為每個類型參數提供類型自變量：

var pair = new Pair<int, string>(1, "two");
int i = pair.First;     //TFirst int
string s = pair.Second; //TSecond string

包含類型自變量的泛型類型（如上面的 Pair<int,string> ）被稱為 構造泛型類型。

2、基類

類聲明可以指定基類。 在類名和類型參數後面加上冒號和基類的名稱。 省略基類規范與從 object 類型派生相同。 在以下示例中，Point3D 的基類是 Point 在第一個示例中，Point 的基類是 object：

public class Point3D : Point
{
    public int Z { get; set; }
    
    public Point3D(int x, int y, int z) : base(x, y)
    {
        Z = z;
    }
}

類繼承其基類的成員。 繼承意味著一個類隱式包含其基類的幾乎所有成員。 類不繼承實例、靜態構造函數以及終結器。 派生類可以在其繼承的成員中添加新成員，但無法刪除繼承成員的定義。 在上面的示例中，Point3D 從 Point 繼承瞭 X 和 Y 成員，每個 Point3D 實例均包含三種屬性（X、Y 和 Z）。

可以將類類型隱式轉換成其任意基類類型。 類類型的變量可以引用相應類的實例或任意派生類的實例。

 例如，類聲明如上，Point 類型的變量可以引用 Point 或 Point3D：

Point a = new(10, 20);
Point b = new Point3D(10, 20, 30);

二、結構

類定義可支持繼承和多形性的類型。 它們使你能夠基於派生類的層次結構創建復雜的行為。 相比之下，結構類型是較為簡單的類型，其主要目的是存儲數據值。 結構不能聲明基類型；它們從 System.ValueType 隱式派生。 不能從 struct 類型派生其他 struct 類型。 這些類型已隱式密封。

public struct Point
{
    public double X { get; }
    public double Y { get; }
    
    public Point(double x, double y) => (X, Y) = (x, y);
}

三、接口

接口定義瞭可由類和結構實現的協定*。 定義接口來聲明在不同類型之間共享的功能。 例如，System.Collections.Generic.IEnumerable<T> 接口定義瞭一個遍歷集合（如數組）中所有項的一致方法。 接口可以包含方法、屬性、事件和索引器。 接口通常不提供所定義成員的實現，僅指定必須由實現接口的類或結構提供的成員。

接口可以采用 多重繼承。 在以下示例中，接口 IComboBox 同時繼承自 ITextBox 和 IListBox。

interface IControl
{
    void Paint();
}

interface ITextBox : IControl
{
    void SetText(string text);
}

interface IListBox : IControl
{
    void SetItems(string[] items);
}

interface IComboBox : ITextBox, IListBox { }

類和結構可以實現多個接口。 在以下示例中，類 EditBox 同時實現 IControl 和 IDataBound。

interface IDataBound
{
    void Bind(Binder b);
}

public class EditBox : IControl, IDataBound
{
    public void Paint() { }
    public void Bind(Binder b) { }
}

當類或結構實現特定接口時，此類或結構的實例可以隱式轉換成相應的接口類型。 例如:

EditBox editBox = new();
IControl control = editBox;
IDataBound dataBound = editBox;

四、枚舉

枚舉類型定義瞭一組常數值。 以下 enum 聲明瞭定義不同根蔬菜的常數：

public enum SomeRootVegetable
{
    HorseRadish,
    Radish,
    Turnip
}

還可以定義一個 enum 作為標志組合使用。 以下聲明為四季聲明瞭一組標志。

可以隨意搭配季節組合，包括 All 值（包含所有季節）：

[Flags]
public enum Seasons
{
    None = 0,
    Summer = 1,
    Autumn = 2,
    Winter = 4,
    Spring = 8,
    All = Summer | Autumn | Winter | Spring
}

以下示例顯示瞭前面兩個枚舉的聲明：

var turnip = SomeRootVegetable.Turnip;

var spring = Seasons.Spring;
var startingOnEquinox = Seasons.Spring | Seasons.Autumn;
var theYear = Seasons.All;

五、可為 null 的類型

任何類型的變量都可以聲明為“不可為 null”或“可為 null”。 可為 null 的變量包含一個額外的 null 值，表示沒有值。 可為 null 的值類型（結構或枚舉）由 System.Nullable<T> 表示。 不可為 null 和可為 null 的引用類型都由基礎引用類型表示。 這種區別由編譯器和某些庫讀取的元數據體現。 當可為 null 的引用在沒有先對照 null 檢查其值的情況下取消引用時，編譯器會發出警告。 當對不可為 null 的引用分配瞭可能為 null 的值時，編譯器也會發出警告。 以下示例聲明瞭“可為 null 的 int”，並將其初始化為 null。 然後將值設置為 5。 該示例通過“可為 null 的字符串” ** 演示瞭同一概念。

int? optionalInt = default; 
optionalInt = 5;
string? optionalText = default;
optionalText = "Hello World.";

六、元組

C# 支持元組，後者提供瞭簡潔的語法來將多個數據元素分組成一個輕型數據結構。

通過聲明 ( 和 ) 之間的成員的類型和名稱來實例化元組，如下例所示：

(double Sum, int Count) t2 = (4.5, 3);
Console.WriteLine($"Sum of {t2.Count} elements is {t2.Sum}.");
//Output:
//Sum of 3 elements is 4.5.

元組為具有多個成員的數據結構提供瞭一種替代方法

到此這篇關於c#語言入門類型和成員的文章就介紹到這瞭,更多相關c#類型和成員內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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