第六講 方法
方法又稱成員函數（Member Function），集中體現了類或對象的行為。方法同樣分為靜態方法和實例方法。靜態方法只可以操作靜態域，而實例方法既可以操作實例域，也可以操作靜態域--雖然這不被推薦，但在某些特殊的情況下會顯得很有用。方法也有如域一樣的5種存取修飾符--public，protected，internal，protected internal，private，它們的意義如前所述。
方法參數
方法的參數是個值得特別注意的地方。方法的參數傳遞有四種類型：傳值（by value），傳址（by reference），輸出參數（by output），數組參數（by array）。傳值參數無需額外的修飾符，傳址參數需要修飾符ref，輸出參數需要修飾符out，數組參數需要修飾符params。傳值參數在方法調用過程中如果改變了參數的值，那麼傳入方法的參數在方法調用完成以後並不因此而改變，而是保留原來傳入時的值。傳址參數恰恰相反，如果方法調用過程改變了參數的值，那麼傳入方法的參數在調用完成以後也隨之改變。實際上從名稱上我們可以清楚地看出兩者的含義--傳值參數傳遞的是調用參數的一份拷貝，而傳址參數傳遞的是調用參數的內存地址，該參數在方法內外指向的是同一個存儲位置。看下面的例子及其輸出：
using System;
class Test
{
static void Swap(ref int x, ref int y)
{
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
static void Swap(int x,int y)
{
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
static void Main()
{
int i = 1, j = 2;
Swap(ref i, ref j);
Console.WriteLine("i = {0}, j = {1}", i, j);
Swap(i,j);
Console.WriteLine("i = {0}, j = {1}", i, j);
}
}
程序經編譯後執行輸出：
i = 2, j = 1
i = 2, j = 1
我們可以清楚地看到兩個交換函數Swap()由於參數的差別--傳值與傳址，而得到不同的調用結果。注意傳址參數的方法調用無論在聲明時還是調用時都要加上ref修飾符。
籠統地說傳值不會改變參數的值在有些情況下是錯誤的，我們看下面一個例子：
using System;
class Element
{
public int Number=10;
}
class Test
{
static void Change(Element s)
{
s.Number=100;
}
static void Main()
{
Element e=new Element();
Console.WriteLine(e.Number);
Change(e);
Console.WriteLine(e.Number);
}
}
程序經編譯後執行輸出：
10
100
我們看到即使傳值方式仍然改變了類型為Element類的對象t。但嚴格意義上講，我們是改變了對象t的域，而非對象t本身。我們再看下面的例子：
using System;
class Element
{
public int Number=10;
}
class Test
{
static void Change(Element s)
{
Element r=new Element();
r.Number=100;
s=r;
}
static void Main()
{
Element e=new Element();
Console.WriteLine(e.Number);
Change(e);
Console.WriteLine(e.Number);
}
}
程序經編譯後執行輸出：
10
10
傳值方式根本沒有改變類型為Element類的對象t！實際上，如果我們能夠理解類這一C#中的引用類型(reference type)的特性，我們便能看出上面兩個例子差別！在傳值過程中，引用類型本身不會改變（t不會改變），但引用類型內含的域卻會改變（t.Number改變了）！C#語言的引用類型有：object類型（包括系統內建的class類型和用戶自建的class類型--繼承自object類型），string類型，interface類型，array類型，delegate類型。它們在傳值調用中都有上面兩個例子展示的特性。
在傳值和傳址情況下，C#強制要求參數在傳入之前由用戶明確初始化，否則編譯器報錯！但我們如果有一個並不依賴於參數初值的函數，我們只是需要函數返回時得到它的值是該怎麼辦呢？往往在我們的函數返回值不至一個時我們特別需要這種技巧。答案是用out修飾的輸出參數。但需要記住輸出參數與通常的函數返回值有一定的區別：函數返回值往往存在堆棧裡，在返回時彈出；而輸出參數需要用戶預先制定存儲位置，也就是用戶需要提前聲明變量--當然也可以初始化。看下面的例子：
using System;
class Test
{
static void ResoluteName(string fullname,out string firstname,out string lastname)
{
string[] strArray=fullname.Split(new char[]{' '});
firstname=strArray[0];
lastname=strArray[1];
}
public static void Main()
{
string MyName="Cornfield Lee";
string MyFirstName,MyLastName;
ResoluteName(MyName,out MyFirstName,out MyLastName);
Console.WriteLine("My first name: {0}, My last name: {1}",
MyFirstName, MyLastName);
}
}
程序經編譯後執行輸出：
My first name: Cornfield, My last name: Lee
在函數體內所有輸出參數必須被賦值，否則編譯器報錯！out修飾符同樣應該應用在函數聲明和調用兩個地方，除了充當返回值這一特殊的功能外，out修飾符ref修飾符有很相似的地方：傳址。我們可以看出C#完全擯棄了傳統C/C++語言賦予程序員莫大的自由度，畢竟C#是用來開發高效的下一代網絡平台，安全性--包括系統安全（系統結構的設計）和工程安全（避免程序員經常犯的錯誤）是它設計時的重要考慮，當然我們看到C#並沒有因為安全性而喪失多少語言的性能，這正是C#的卓越之處，“Sharp”之處！
數組參數也是我們經常用到的一個地方--傳遞大量的數組集合參數。我們先看下面的例子：
using System;
class Test
{
static int Sum(params int[] args)
{
int s=0;
foreach(int n in args)
{
s+=n;
}
return s;
}
static void Main()
{
int[] var=new int[]{1,2,3,4,5};
Console.WriteLine("The Sum:"+Sum(var));
Console.WriteLine("The Sum:"+Sum(10,20,30,40,50));
}
}
程序經編譯後執行輸出：
The Sum:15
The Sum:150
可以看出，數組參數可以是數組如：var，也可以是能夠隱式轉化為數組的參數如：10,20,30,40,50。這為我們的程序提供了很高的擴展性。
同名方法參數的不同會導致方法出現多態現象，這又叫重載（overloading）方法。需要指出的是編譯器是在編譯時便綁定了方法和方法調用。只能通過參數的不同來重載方法，其他的不同（如返回值）不能為編譯器提供有效的重載信息。
方法繼承
第一等的面向對象機制為C#的方法引入了virtual，override，sealed，abstract四種修飾符來提供不同的繼承需求。類的虛方法是可以在該類的繼承自類中改變其實現的方法，當然這種改變僅限於方法體的改變，而非方法頭（方法聲明）的改變。被子類改變的虛方法必須在方法頭加上override來表示。當一個虛方法被調用時，該類的實例--亦即對象的運行時類型(run-time type)來決定哪個方法體被調用。我們看下面的例子：
using System;
class Parent
{
public void F() { Console.WriteLine("Parent.F"); }
public virtual void G() { Console.WriteLine("Parent.G"); }
}
class Child: Parent
{
new public void F() { Console.WriteLine("Child.F"); }
public override void G() { Console.WriteLine("Child.G"); }
}
class Test
{
static void Main()
{
Child b = new Child();
Parent a = b;
a.F();
b.F();
a.G();
b.G();
}
}
程序經編譯後執行輸出：
Parent.F
Child.F
Child.G
Child.G
我們可以看到class Child中F()方法的聲明采取了重寫（new）的辦法來屏蔽class Parent中的非虛方法F()的聲明。而G()方法就采用了覆蓋（override）的辦法來提供方法的多態機制。需要注意的是重寫（new）方法和覆蓋（override）方法的不同，從本質上講重寫方法是編譯時綁定，而覆蓋方法是運行時綁定。值得指出的是虛方法不可以是靜態方法--也就是說不可以用static和virtual同時修飾一個方法，這由它的運行時類型辨析機制所決定。override必須和virtual配合使用，當然也不能和static同時使用。
那麼我們如果在一個類的繼承體系中不想再使一個虛方法被覆蓋，我們該怎樣做呢？答案是sealed override (密封覆蓋)，我們將sealed和override同時修飾一個虛方法便可以達到這種目的：sealed override public void F()。注意這裡一定是sealed和override同時使用，也一定是密封覆蓋一個虛方法，或者一個被覆蓋（而不是密封覆蓋）了的虛方法。密封一個非虛方法是沒有意義的，也是錯誤的。看下面的例子：
//sealed.cs
// csc /t:library sealed.cs
using System;
class Parent
{
public virtual void F()
{
Console.WriteLine("Parent.F");
}
public virtual void G()
{
Console.WriteLine("Parent.G");
}
}
class Child: Parent
{
sealed override public void F()
{
Console.WriteLine("Child.F");
}
override public void G()
{
Console.WriteLine("Child.G");
}
}
class Grandson: Child
{
override public void G()
{
Console.WriteLine("Grandson.G");
}
}
抽象（abstract）方法在邏輯上類似於虛方法，只是不能像虛方法那樣被調用，而只是一個接口的聲明而非實現。抽象方法沒有類似於{…}這樣的方法實現，也不允許這樣做。抽象方法同樣不能是靜態的。含有抽象方法的類一定是抽象類，也一定要加abstract類修飾符。但抽象類並不一定要含有抽象方法。繼承含有抽象方法的抽象類的子類必須覆蓋並實現（直接使用override）該方法，或者組合使用abstract override使之繼續抽象，或者不提供任何覆蓋和實現。後兩者的行為是一樣的。看下面的例子：
//abstract1.cs
// csc /t:library abstract1.cs
using System;
abstract class Parent
{
public abstract void F();
public abstract void G();
}
abstract class Child: Parent
{
public abstract override void F();
}
abstract class Grandson: Child
{
public override void F()
{
Console.WriteLine("Grandson.F");
}
public override void G()
{
Console.WriteLine("Grandson.G");
}
}
抽象方法可以抽象一個繼承來的虛方法，我們看下面的例子：
//abstract2.cs
// csc /t:library abstract2.cs
using System;
class Parent
{
public virtual void Method()
{
Console.WriteLine("Parent.Method");
}
}
abstract class Child: Parent
{
public abstract override void Method();
}
abstract class Grandson: Child
{
public override void Method()
{
Console.WriteLine("Grandson.Method");
}
}
歸根結底，我們抓住了運行時綁定和編譯時綁定的基本機理，我們便能看透方法呈現出的種種overload，virtual，override，sealed，abstract等形態，我們才能運用好方法這一利器！
外部方法
C#引入了extern修飾符來表示外部方法。外部方法是用C#以外的語言實現的方法如Win32 API函數。如前所是外部方法不能是抽象方法。我們看下面的一個例子：
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class MyClass
{
[DllImport("user32.dll")]
static extern int MessageBoxA(int hWnd, string msg,string caption, int type);
public static void Main()
{
MessageBoxA(0, "Hello, World!", "This is called from a C# app!", 0);
}
}
程序經編譯後執行
這裡我們調用了Win32 API函數int MessageBoxA(int hWnd, string msg,string caption, int type)。
