C# 类是面向对象编程（OOP）中的核心概念之一，用于定义对象的模板或蓝图，包含数据成员（字段、属性）和函数成员（方法、事件等）。类提供了封装机制，将数据和操作数据的方法组合在一起，隐藏内部实现细节，只对外提供有限的接口，从而提高代码的可维护性和安全性。
1. 类的本质
- 引用类型：对象存储在堆（Heap）中，变量持有对象引用。
- 面向对象三大特性：
封装：通过访问修饰符（public/private/protected）控制成员可见性。
继承：单继承（class Derived : Base），支持多层继承。
多态：通过虚方法（virtual）、抽象方法（abstract）和重写（override）实现。
2. 类的基本结构
[访问修饰符] class 类名 [: 基类] [, 接口1, 接口2...]
{// 成员定义private string _field; // 字段public string Property { get; set; } // 属性public void Method() { } // 方法public 类名() { } // 构造函数~类名() { } // 析构函数（极少使用）
}
3. 核心成员类型
| 成员类型 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| 字段 | 存储数据的变量，通常设为 | private private int _id; |
| 属性 | 封装字段，控制读写逻辑 | public string Name { get; private set; } |
| 方法 | 定义对象行为 | public void Save() { … } |
| 构造函数 | 初始化对象，支持重载 | public Person(string name) { … } |
| 事件 | 用于发布-订阅模式 | public event EventHandler OnClick; |
| 索引器 | 使对象支持类似数组的访问 | public int this[int i] { get; set; } |
4. 关键特性
- 静态成员：类级别共享，通过 static 关键字定义。
public static int Count; // 静态字段
public static void Log() { } // 静态方法
- 抽象类：用 abstract 修饰，不能实例化，用于定义通用逻辑。
public abstract class Shape { public abstract double Area(); }
- 密封类：用 sealed 修饰，禁止继承。
public sealed class StringUtils { }
- 分部类：用 partial 拆分类到多个文件。
// File1.cs
public partial class Data { }
// File2.cs
public partial class Data { }
5. 类 vs 结构体（Struct）
| 特性 | 类（Class） | 结构体（Struct） |
|---|---|---|
| 内存分配 | 堆内存 | 栈内存（通常） |
| 赋值行为 | 复制引用（修改副本影响原对象） | 复制值（副本独立） |
| 继承 | 支持 | 不支持 |
| 默认构造器 | 有无参构造器 | C# 10 前不能显式定义无参构造器 |
| 适用场景 | 复杂对象、需继承或引用语义 | 小型数据（如坐标点、颜色值） |
6. 最佳实践
- 封装数据：字段设为 private，通过属性暴露必要访问。
- 避免过深继承：优先使用组合而非继承。
- 不可变设计：对线程安全的数据使用 readonly 字段。
public class ImmutablePoint
{public readonly int X;public readonly int Y;public ImmutablePoint(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}
- 资源释放：实现 IDisposable 接口管理非托管资源，而非依赖析构函数。
public class FileReader : IDisposable
{private Stream _stream;public void Dispose() => _stream?.Close();
}
7. 典型类示例
public class BankAccount
{// 字段private decimal _balance;private readonly string _owner;// 属性public decimal Balance => _balance; // 只读属性// 构造函数public BankAccount(string owner, decimal initialBalance){_owner = owner;_balance = initialBalance;}// 方法public void Deposit(decimal amount){if (amount <= 0)throw new ArgumentException("Deposit amount must be positive");_balance += amount;}// 重写 ToStringpublic override string ToString() => $"{_owner}'s account: {_balance:C}";
}
// 使用
var account = new BankAccount("Alice", 1000);
account.Deposit(500);
Console.WriteLine(account); // 输出: Alice's account: $1,500.00
掌握类的核心设计原则，可以高效构建可维护的面向对象程序。根据场景选择类或结构体，合理使用封装、继承和多态，是提升代码质量的关键。
