（五）CSharp-类

一、类

1、类的定义和类成员

程序的数据和功能被组织为逻辑上相关的数据项和函数的封装集合，并称为类。
类是一个能存储数据并执行代码的数据结构。它包含数据成员和函数成员。

表-类成员的类型

数据成员存储数据	函数成员执行代码
字段、常量	方法、属性、构造函数、析构函数运算符、索引器、事件

//显式和隐式字段初始化
class MyClass
{
int F1; //初始化为 0 - 值类型
string F2; //初始化为 null - 引用类型
int F3 = 25; //初始化为 25
string F4 = "abcd"; //初始化为 “abcd”
}

2、为数据分配内存

类的实例是引用类型，所以需要使用 new 运算符实例化：

new 运算符为任意指定类型的实例分配并初始化内存。它依据类型的不同从栈或堆里分配。
如果将内存分配给一个引用类型，则对象创建表达式返回一个引用，指向在堆中被分配并初始化的对象实例。

3、属性

1）只读和只写属性

只有 get 访问器的属性称为只读属性。只读属性能够安全地将一个数据项从类或类的实例中传出，而不必让调用者修改属性值。
只有 set 访问器的属性称为只写属性。只写属性很少见，因为它们几乎没有实际用途。
两个访问器中至少有一个必须定义，否则编译会产生一条错误消息。

2）属性与公有字段的区别

属性是函数成员而不是数据成员，允许你处理输入和输出，而公有字段不行。
属性可以只读或只写，而字段不行。
编译后的变量和编译后的属性语义不同。

《C# 图解教程-7.10.7 属性与公有字段》书上附加内容:

如果要发布一个由其他代码引用的程序集，那么第三点将会带来一些影响。例如，有的时候开发人员可能想用共有字段代替属性，因为如果以后需要为字段的数据增加处理逻辑的话，可以再把字段改为属性。这没错，但是如果那样修改的话，所有访问这个字段的其他程序集都需要重新编译，因为字段和属性在编译后的语义不一样。另外，如果实现的是属性，那么只需要修改属性的实现，而无须重新编译访问它的其他程序集。

我需要提供一些代码例子来加强理解：

如果程序员对某一情况最初始的想法是只使用字段：

//程序集Stuclass Student{public int Id;}被其他程序集ABC...访问引用
class Other
{
public Other()
{
Student stu = new Student()；
stu.Id = 2;//此处是字段
}
}

但是产品经理说，下版本有这样的需求：Student 的 Id 不能有负值。哦豁，如果按照以上的代码来设计，那估计其他访问Stu的所有程序集都必须做判断的逻辑处理。如果只是把Id字段改为属性类型，同样也得需要重新编译其他所有访问 Stu 的程序集才能生效，因为它们访问的类型都必须保持一致。否则，会报错。

所以，最开始就应该这么做：

   //程序集Stu 版本1class Student{private int id;public int Id{get { return id; }set{id = vvalue;}}}//程序集Stu 版本2
class Student{private int id;public int Id{get { return id; }set{if (id > 0)id = value;elseid = 0;}}}其他所有程序集访问Stu
class Other
{
public Other()
{
Student stu = new Student()；
stu.Id = 2;//此处是属性，对版本1和版本和2都能访问
}
}

3）自动实现属性（简称自动属性）

不声明后备字段——编译器根据属性的类型分配存储。
不能提供访问器的方法体——它们必须被简单地声明为分号，get 担当简单的内存读，set 担当简单的写。但是因为无法访问自动属性的方法体，所以在使用自动属性时调试代码通常会更更加困难。

4）静态属性

静态属性的访问器和所有静态成员一样，具有以下特点：

不能访问类的实例成员，但能被实例成员访问。
不管类是否有实例，它们都是存在的。
在类的内部，可以仅使用名称来引用静态属性。
在类的外部，可以通过类名或者使用 using static 结构来引用静态属性。

4、其他静态成员类型

可以声明为 static 的类成员类型做了勾选标记。

表-可以声明为静态的类成员类型

数据成员（存储数据）	函数成员（执行代码）
✅字段	✅方法
✅类型	✅属性
🚫常量	✅构造函数
	✅运算符
	🚫索引器
	✅事件

5、静态构造函数

静态构造函数初始化类的静态字段

静态构造函数与实例构造函数的区别：

1）静态构造函数声明中使用 static 关键字
2）类只能有一个静态构造函数，而且不能带参数。
3）静态构造函数不能有访问修饰符。

6、屏蔽基类的成员（隐藏）

屏蔽基类的成员（数据成员，静态成员，函数成员），可使用 new 修饰符。
函数成员，签名由名称和参数列表组成，不包括返回类型。

7、抽象成员

	虚成员	抽象成员
关键字	virtual	abstract
实现体	有实现体	没有实现体，被分号取代
在派生类中被覆写	能被覆写，使用 override	必须被覆写，使用 override
成员的类型	方法属性事件索引器	方法属性事件索引器

二、弱引用

实例化一个类或结构时，只要有代码引用它，就会形成强引用。
根据例子来理解强引用：

MyClass myClassVariable = new MyClass();

myClassVariable 引用该类的对象，那么只要 myClassVariable 在作用域内，就存在对 MyClass 对象的强引用。

使用弱引用的情况：
强引用意味着垃圾回收器不会清理 MyClass 对象使用的内存。如果 MyClass 对象很大，并且不经常访问，就可以创建对象的弱引用。
弱引用允许创建和使用对象，但是垃圾回收器运行时，就会回收对象并释放内存。
弱引用是使用了系统提供的 WeakReference 类创建的。

使用弱引用的例子：

  class MathTest{public int Value;public int GetSquare(){return Value * Value;}public static int GetSquareOf(int x){return x * x;}public static double GetPi(){return 3.14159;}}class Program{static void Main(string[] args){WeakReference mathReference = new WeakReference(new MathTest());MathTest math;//检查确保MathTest对象未被回收//若IsAlive为true，就从目标属性得到MathTest对象的引用if (mathReference.IsAlive){math = mathReference.Target as MathTest;math.Value = 30;Console.WriteLine("Value field of math variable contains " + math.Value);Console.WriteLine("Square of 30 is " + math.GetSquare());}else{Console.WriteLine("Reference is not available.");}//调用垃圾回收器GC.Collect();//再次尝试获取MathTest对象if (mathReference.IsAlive){math = mathReference.Target as MathTest;}else{//此处说明MathTest对象已被回收。//如果想要再使用MathTest对象，就必须实例化一个新的MathTest对象。Console.WriteLine("Reference is not available.");}Console.ReadKey();}}

三、匿名类

匿名类型只是一个继承自 Object 且没有名称的类。

var captain = new { FirstName = "Leonard", MiddleName = "", LastName = "McCoy" };

如果通过另一个对象来设置初始值：

 var person = new { FirstName = "Leonard", MiddleName = "", LastName = "McCoy" };var captain = new { person.FirstName, person.MiddleName, person.LastName  };

四、部分类

partial 关键字允许把类、结构、方法或接口放在多个文件中。

分部方法分为两部分：

定义分部方法
实现分部方法

分部方法定义声明和实现声明的签名和返回类型必须匹配。签名和返回类型有如下特征：

==返回类型必须是 void ==。
签名不能包括访问修饰符，这使分部方法是隐式私有的。
在定义声明和实现声明中都必须包含上下文关键字 partial，并且直接放在关键字 void 之前。

//文件A：partial class MyClass{partial void PrintSum(int x, int y);public void Add(int x, int y){PrintSum(x, y);}}//文件B:partial class MyClass{partial void PrintSum(int x, int y){Console.WriteLine("Sum is {0}", x + y);}}

五、静态类

如果类只包含静态的方法和属性，该类就是静态的。

  static class StaticUtilities{public static void HelperMethod(){}}class Program{static void Main(string[] args){StaticUtilities.HelperMethod();Console.ReadKey();}}

六、Object 类

所有的 .NET 类都派生自 System.Object。如果在自定义类时没有指定基类，编译器就会自动假定整个类派生自 Object。

System.Object() 方法

我在这里把书上的部分内容，进行排版，并做成一个表单的形式来显示该部分内容：

方法	描述
ToString()	是获取对象的字符串表示的一种便捷方式。⚪当只需要快速获取对象的内容，以进行调试时，就可以使用这个方法。⚪在数据的格式化方面，它几乎没有提供选择：例如，在原则上日期可以表示为许多不同的格式，但 DateTime.ToString() 没有在这方面提供任何选择。如果需要更复杂的字符串表示。例如，考虑用户的格式化首选项或区域性（区域），就应实现 IFormattable 接口。
GetHashCode()	如果对象放在名为映射（也称为散列表或字典）的数据结构中，就可以使用整个方法。处理这些结构的类使用方法确定把对象放在结构的什么地方。如果希望把类用作字典的一个键，就需要重写 GetHashCode() 方法。实现该方法重载的方式有一些相当严格的限制。
Equals()(两个版本) 和 ReferenceEquals()	主要有3个用于比较对象相等性的不同方法，这说明 .NET Framework 在比较相等性方面有相当复杂的模式。这3个方法和比较运算符 “ == ” 在使用方式上有微妙的区别。而且，在重写带一个参数的虚 Equals() 方法时也有一些限制，因为 System。Collections 名称空间中的一些基类要调用该方法，并希望它以特定的方式执行。
Finalize()	它最接近 C++ 风格的析构函数，在引用对象作为垃圾被回收以清理资源时调用它。 Object 中实现的 Finalize() 方法实际上什么也没有做，因而被垃圾回收器忽略。如果对象拥有对未托管资源的引用，则在该对象删除时，就需要删除这些引用，此时一般要重写 Finalize()。垃圾回集器不能直接删除这些对未托管资源的引用，因为它只负责托管的资源，于是它只能依赖用户提供的 Finalize()。
GetType()	这个方法返回从 System.Type 派生的类的一个实例。这个对象可以提供对象成员所属类的更多信息，包括基本类型、方法、属性等。System.Type 还提供了 .NET 的反射技术的入口点。
MemberwiseClone()	它复制对象，并返回对副本的一个引用（对于值类型，就是一个装箱的引用）。注意，得到的副本是一个浅表复制，即它复制了类的所有值类型。如果类包含内嵌的引用，就只复制引用，而不复制引用的对象。这个方法是受保护的。所以不能用于复制外部的对象。该方法不是虚方法，所以不能重写它的实现代码。