第四講 類與對象
組件編程不是對傳統面向對象的拋棄,相反組件編程正是面向對象編程的深化和發展。類作為面向對象的靈魂在C#語言裡有著相當廣泛深入的應用,很多非常“Sharp”的組件特性甚至都是直接由類包裝而成。對類的深度掌握自然是我們“Sharp XP”重要的一環。
類
C#的類是一種對包括數據成員,函數成員和嵌套類型進行封裝的數據結構。其中數據成員可以是常量,域。函數成員可以是方法,屬性,索引器,事件,操作符,實例構建器,靜態構建器,析構器。我們將在“第五講 構造器與析構器”和“第六講 域 方法 屬性與索引器”對這些成員及其特性作詳細的剖析。除了某些導入的外部方法,類及其成員在C#中的聲明和實現通常要放在一起。
C#用多種修飾符來表達類的不同性質。根據其保護級C#的類有五種不同的限制修飾符:
public可以被任意存取;
protected只可以被本類和其繼承子類存取;
internal只可以被本組合體(Assembly)內所有的類存取,組合體是C#語言中類被組合後的邏輯單位和物理單位,其編譯後的文件擴展名往往是“.DLL”或“.EXE”。
protected internal唯一的一種組合限制修飾符,它只可以被本組合體內所有的類和這些類的繼承子類所存取。
private只可以被本類所存取。
如果不是嵌套的類,命名空間或編譯單元內的類只有public和internal兩種修飾。
new修飾符只能用於嵌套的類,表示對繼承父類同名類型的隱藏。
abstract用來修飾抽象類,表示該類只能作為父類被用於繼承,而不能進行對象實例化。抽象類可以包含抽象的成員,但這並非必須。abstract不能和new同時用。下面是抽象類用法的偽碼:
abstract class A { public abstract void F(); } abstract class B: A { public void G() {} } class C: B { public override void F() { //方法F的實現 } }
抽象類A內含一個抽象方法F(),它不能被實例化。類B繼承自類A,其內包含了一個實例方法G(),但並沒有實現抽象方法F(),所以仍然必須聲明為抽象類。類C繼承自類B,實現類抽象方法F(),於是可以進行對象實例化。
sealed用來修飾類為密封類,阻止該類被繼承。同時對一個類作abstract和sealed的修飾是沒有意義的,也是被禁止的。
對象與this關鍵字
類與對象的區分對我們把握OO編程至關重要。我們說類是對其成員的一種封裝,但類的封裝設計僅僅是我們編程的第一步,對類進行對象實例化,並在其數據成員上實施操作才是我們完成現實任務的根本。實例化對象采用MyClass myObject=new MyClass()語法,這裡的new語義將調用相應的構建器。C#所有的對象都將創建在托管堆上。實例化後的類型我們稱之為對象,其核心特征便是擁有了一份自己特有的數據成員拷貝。這些為特有的對象所持有的數據成員我們稱之為實例成員。相反那些不為特有的對象所持有的數據成員我們稱之為靜態成員,在類中用static修飾符聲明。僅對靜態數據成員實施操作的稱為靜態函數成員。C#中靜態數據成員和函數成員只能通過類名引用獲取,看下面的代碼:
using System; class A { public int count; public void F() { Console.WriteLine(this.count); } public static string name; public static void G() { Console.WriteLine(name); } } class Test { public static void Main() { A a1=new A(); A a2=new A(); a1.F(); a1.count=1; a2.F(); a2.count=2; A.name="CCW"; A.G(); } }
我們聲明了兩個A對象a1,a2。對於實例成員count和F(),我們只能通過a1,a2引用。對於靜態成員name和G()我們只能通過類型A來引用,而不可以這樣a1.name,或a1.G()。
在上面的程序中,我們看到在實例方法F()中我們才用this來引用變量count。這裡的this是什麼意思呢?this 關鍵字引用當前對象實例的成員。在實例方法體內我們也可以省略this,直接引用count,實際上兩者的語義相同。理所當然的,靜態成員函數沒有 this 指針。this 關鍵字一般用於從構造函數、實例方法和實例訪問器中訪問成員。