随风行 发表于 2023-10-12 18:07:03

C#学习笔记--面向对象三大特征

C#核心

面向对象--封装

用程序来抽象现实世界,(万物皆对象)来编程实现功能。
三大特性:封装、继承、多态。
类与对象

声明位置:namespace中
样式:class 类名{}
命名:帕斯卡命名法(首字母大写)
实例化对象:根据类来新建一个对象。Person p=new Person();
成员变量


[*]声明在类语句块中
[*]用来描述对象的特征
[*]可以是任意变量类型
[*]数量不做限制
[*]是否赋值根据需求决定
enum E_SexType
{
    Man,
    Woman
}
struct Position{}//位置结构体
class Pet{}//宠物类
//类中的成员变量
class Person
{
    public string name="TonyChang";//区别于结构体--可以默认赋初始值
    public int age=21;
    public E_SexType sex;
    public Person bestFriend;//区别于结构体---类中可以有同类的成员类型(本质是因为类属于引用类型,但不可以实例化,防止反复new,陷入死循环)
    public Position pos;
    public Pet pet;
}成员类型的默认值:
值类型的:数字的为0,bool类型的false
引用类型:null
查看(int类型)默认值:default(int)
补充:class属于引用类型,其中的值类型也放置在堆中。
成员方法


[*]声明在类语句块中
[*]用来描述对象行为
[*]其返回值参数不做限制
[*]数量不做限制
[*]帕斯卡命名法(首字母大写)
成员方法只有在实例化之后才可以使用调用。具体的一个对象的行为(方法),必须具体的对象调用。
//成员方法
class Person
{
    public string name;
    public int age;
    public void Speak()
    {
      Console.WriteLine("你好!");
    }   
}

//成员方法的使用
Person p=new Person;
p.Speak();构造函数和析构函数

默认有一个无参构造函数,而类中可以允许自己声明无参构造函数,而结构体不行。
一旦有自定义的构造函数,默认的无参构造函数则失效!
构造函数:

[*]public修饰
[*]无返回值,名字和类名相同
class Person
{
    public string name;
    public int age;
    //构造函数
    public Person()
    {
      name="TonyChang";
      age=21;
    }
    //此时先调用age参数的构造函数 然后再调用两个参数的构造函数
    public Person(string name,int age):this(age)
    {
      this.name=name;
      this.age=age;
    }
    public Person(string name)
    {
       this.name=name;
    }
    public Person(int age)
    {
      this.age=age;
    }
}特殊的构造函数,在调用该函数之前先调用this的无参构造函数。
public Person(int age):this()
{
this.age=age;
}
析构函数:
由于C#中有自动的垃圾回收机制,一般不使用析构函数。
析构函数是当垃圾真正被回收时候才会调用。
~Person(){}//析构函数
成员属性:

用于保护成员变量,为成员属性的获取和赋值添加逻辑处理。
//成员属性 帕斯卡命名法
class Person
{
    private string name;
    public string Name
    {
      get{
            return name;
      }
      set{
            name=value;
      }
    }
    private int age;
    public int Age
    {
      //不可以获得年龄(或者删除set设置则可表明也无法获取age)
      private get=>age;
      //可以设置年龄
      set
      {
            age=value;
      }
    }
    //额外:
    //自动成员属性 (对于没有特殊需要的成员)
    public float Height
    {
      get;
      set;
    }
}索引器

可以让对象像数组一样通过索引来访问其中的元素。
注意:结构体中也支持索引器。
//索引器
class Person
{
    private string name;
    private int age;
    private Person[] friends;
    private int[,] arry;
    //索引器
    public Person this
    {
      get
      {
            return friends;
      }
      set
      {
            //此处可以写一些控制逻辑
            friends=value;
      }
    }
    //索引器的重载
    public int this
    {
      get
      {
            return array;
      }
      set
      {
            array=value;
      }
    }
}
//使用
Person p=new Person();
p=new Person();//可以像数组一样进行访问静态成员

static修饰的成员变量/方法为静态成员。
静态成员归属为类,即不用初始化就可以使用的类的成员。
静态成员函数中不可以使用非静态成员,非静态成员函数中可以使用静态成员函数。
本质:在程序运行开始时,检查到静态成员,会再特定的区域为其开辟内存空间来存储。所以说静态成员与程序共生死。因为生命周期不同,所以静态成员函数中不可以使用非静态成员。
使用:全局性,稳定不变的常量。例如固定的数值 Π,重力加速度g等包括固定的计算方法,可以供全局成员来访问使用。但是静态过多会占用内存,引发GC。
常量与静态成员

相同点:都可以通过类名点来使用
不同点:

[*]const 必须初始化,不能修改,而static可以
[*]const只能修饰变量,而static可以修饰很多
[*]const一定是写在访问修饰符的后面,static则无此要求
静态类与静态构造函数

用 static修饰的类为静态类,往往来作为工具类。例如System中的Console类。只能包含静态成员,不能实例化。
静态构造函数 :在静态构造函数中初始化静态成员变量。

[*]静态类和普通类中均可以有
[*]不能使用访问修饰符
[*]不能有参数
[*]只会自动调用一次
//静态构造函数
static class Test
{
    public static int testInt=100;
    public static float testFloat=20.5f;
    static Test()
    {
      //静态构造函数
      Console.WriteLine("自动调用了!");
    }
}
class NormalTest
{
    public static int i=5;
    //首次使用静态成员时候 自动调用一次
    //静态成员函数
    static NormalTest()
    {
      Console.WriteLine("静态构造函数");
    }
    public NormalTest()
    {
      Console.WriteLine("非静态成员函数");
    }
}拓展方法

拓展方法为现有的非静态变量类型添加新方法。
作用:

[*]提升程序的拓展性
[*]不需要再对对象中重新写方法
[*]不需要继承来添加方法
[*]为别人封装的类型添加额外的方法
特点:

[*]一定写在静态类中
[*]一定是个静态函数
[*]第一个参数为拓展目标(为谁而拓展)
[*]第一个参数用this修饰
//拓展方法
static class expendTool
{
    //为int添加拓展方法
    public static void SpeakValue(this int value)
    {
      Console.WriteLine("这是int的拓展方法,int的数值为{0}",value);
    }
    //为string拓展方法
    public static void SpeakStringInfo(this string str,string name,string info)
    {
         Console.WriteLine("这是string的拓展方法,string的数值为{0},该拓展方法由{1}编写,拓展内容为{2}",str,name,info);
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
      int i = 5;
      i.SpeakValue();
      string ss = "原始字符串";
      ss.SpeakStringInfo("TonyChang", "附加字符串");
    }
}注意:如果拓展方法名称与自身现有的方法名称相同,则只会调用自身的方法,不会调用拓展的方法。
运算符重载

关键字 operator
特点:1.一定是一个公共的静态成员方法

[*]返回值写在operator前
[*]逻辑处理自定义
作用:可以使自定义的数据类型来完成后相同意义的运算。
注意:

[*]条件运算符要成对实现(有>必须有1代>2代</p>
手动GC:
GC.Collect();
一般在场景加载时候进行GC。
面向对象--继承

继承者(子类)继承父类(基类、超类)的特性,同时也可以有自己独特的方法性质。
只能单继承。子类只能由一个父类。
继承特性:单根性、传递性。
//运算符重载
class Point
{
    public int x;
    public int y;
    public Point(int x,int y)
    {
      this.x=x;
      this.y=y;
    }
   
    //重载+运算符
    //参数列表中必须要有自己的类别出现
    public static Point operator +(Point p1,Point p2)
    {
      Point sum=new Point();
      sum.x=p1.x+p2.x;
      sum.y=p1.y+p2.y;
      return sum;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
      Point p1=new Point(1,1);
      Point p2=new Point(2,2);
      Point p3=P1+p2;
      Console.WriteLine(p3.x);
    }
}里氏替换原则

父类容器装在子类对象。(任何父类出现的地方,子类都可以替代)
//内部类
class Person
{
    public class Body
    {
      class Arm
      {
            
      }
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
       Person.Body body=new Person.Body();
    }
}
//分布类
//分布类可以分布在不同的脚本文件中
//分布类的访问修饰符要一致
partial class Student
{
    public string name;
    public bool sex;
    partial void Speak();
}
partial class Student
{
    public int age;
    public string stuId;
    partial void Speak()
    {
      Console.WriteLine("分布方法的具体实现");
    }
}is和as

is是判断一个对象是否为指定类型对象,返回值为true则为真,不是则为false
as用来将一个对象转换为指定类型对象,返回值为指定类型对象,若转换失败则返回null
继承中的构造函数

子类构造函数调用之前,先执行父类的构造函数。(爷爷-->父亲-->子类)
所以要保证父类的构造函数(尤其为无参构造函数)

[*]保证父类的无参构造函数
[*]通过base调用指定的有参构造函数
//继承
//老师类
class Teacher
{
    //姓名
    public string name;
    //职工号
    protected int number;
    //介绍名字
    public void SpeakName()
    {
      number = 10;
      Console.WriteLine(name);
    }
}
//教学老师继承老师类
class TeachingTeacher : Teacher
{
    //科目
    public string subject;
    //介绍科目
    public void SpeakSubject()
    {
      number = 11;
      Console.WriteLine(subject + "老师");
    }
}
//语文老师继承教学老师类
class ChineseTeacher:TeachingTeacher
{
    public void Skill()
    {
      Console.WriteLine("一行白鹭上青天");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
      TeachingTeacher tt = new TeachingTeacher();
      tt.name = "汪老师";
      //tt.number = 1;
      tt.SpeakName();

      tt.subject = "Unity";
      tt.SpeakSubject();

      ChineseTeacher ct = new ChineseTeacher();
      ct.name = "张老师";
      //ct.number = 2;
      ct.subject = "语文";
      ct.SpeakName();
      ct.SpeakSubject();
      ct.Skill();
    }
}万物之父--装箱和拆箱

object 是所有类型的基类,
作用:

[*]可以利用里氏替换原则,用父类装子类
[*]可以用来表示不确定类型,作为函数的参数类型
装箱:
用object存值类型。本该在栈中数值转移到堆上
拆箱
将object转换为值类型,将堆上的值类型转移到栈上(配合 is和as 使用)
优点:统一对象类型(里氏替换原则),方便对不同类型对象数值的管理
缺点:消耗性能,
class GameObject
{

}
class Player:GameObject
{
    public void PlayerAtk()
    {
      Console.WriteLine("玩家攻击");
    }
}

class Monster:GameObject
{
    public void MonsterAtk()
    {
      Console.WriteLine("怪物攻击");
    }
}

class Boss:GameObject
{
    public void BossAtk()
    {
      Console.WriteLine("Boss攻击");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
      //里氏替换原则
      Gameobjet player=new Player();
      Gameobjet monster=new Monster();
      Gameobjet boss=new Boss();
      //is 和 as
      if(player is Player)
      {
            (player as Player).PlayerAtk();
      }
    }
}*密封类(了解)

使用sealed关键字修饰的类,不可以被派生。(结扎了!)
面向对象--多态

V: virtual(虚函数)
O: override(重写)
B: base(父类)
让继承同一父类的子类们在执行相同方法有不同的表现与状态。
就是说,继承是一脉相承父类的品质,而多态是由自己的个性,尽管做的和父辈的事情相同。
解决的问题:
//继承中的构造函数
class Father
{
    //父类的无参构造函数很重要!
    public Father()
    {
      
    }
    public Father(int i)
    {
      Console.WriteLine("Father的有参构造");
    }
}
class Son:Father
{
    public Son(int i):base(i)
    {
      //构造函数
    }
}使用多态来保证(继承类)一个类方法的独立性
//装箱拆箱
int i=5;
object obj=i;//装箱
i=(int)obj;//拆箱抽象类与抽象方法

抽象类不可以被实例化
abstract class Thing{
public string name;
}
抽象方法:没有方法体的纯虚方法,继承的子类必须实现纯虚方法。(子类必须重写该方法,子类的子类不必强制实行,但也可以继续重写。)
抽象方法与virtual(虚函数)方法区别:

[*]抽象方法只能在抽象类中出现,没有方法体,子类必须重写实现
[*]虚函数则有方法体,可在普通类中出现,由子类选择性的实现
class Father
{
    public void SpeakName()
    {
      Console.WriteLine("Father的方法");
    }
}
class Son:Father
{
    public new void SpeakName()
    {
      Console.WriteLine("Son的方法");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
      #region 解决的问题
      Father f = new Son();
      f.SpeakName();//调用的是父亲的方法
      (f as Son).SpeakName();//调用的是儿子的方法
      #endregion
    }
}接口(重要)

概念:接口是行为的抽象规范
关键字:interface
声明规范:

[*]不能包含成员变量
[*]只能包含方法、属性、索引器、事件
[*]成员不能被实现
[*]成员可以不用写访问修饰符,默认为public,不能是private
[*]接口不能继承类,但是可以继承另一个接口
使用规范:

[*]类可以继承多个接口
[*]类继承接口,必须实现接口中所有成员
特点:

[*]和类的声明相似
[*]接口就是用来继承的
[*]接口不能被实例化,可以作为容器存储对象(里氏替换原则,父类装子类)
接口是抽象行为的”基类“
class GameObject
{
    public string name;
    public GameObject(string name)
    {
      this.name = name;
    }

    //虚函数 可以被子类重写
    public virtual void Atk()
    {
      Console.WriteLine("游戏对象进行攻击");
    }
}

class Player:GameObject
{
    public Player(string name):base(name)
    {

    }

    //重写虚函数
    public override void Atk()
    {
      //base的作用
      //代表父类 可以通过base来保留父类的行为
      base.Atk();
      Console.WriteLine("玩家对象进行攻击");
    }
}接口的使用---类的继承

[*]一个类只能继承一个基类,但是可以继承多个接口
[*]继承接口之后,必须实现其中的内容
abstract class Fruits
{
    public string name;

    //抽象方法 是一定不能有函数体的
    public abstract void Bad();

    public virtual void Test()
    {
      //可以选择是否写逻辑
    }
}
class Apple : Fruits
{
    public override void Bad()
    {

    }
    //虚方法是可以由我们子类选择性来实现的
    //抽象方法必须要实现
}接口的使用---接口的继承
接口继承基类接口之后,不需要实现接口中的内容(抽象继承抽象,还是抽象)
等到最后类来具体实现
//接口的声明
//命名规范 I+帕斯卡命名法
interface IFly
{
    void Fly();//方法
    string Name//属性
    {
      get;
      set;
    }
    int this//索引器
    {
      get;
      set;
    }
    event Action doSomthing;//事件委托
}显示实现接口
//接口的使用
class Animal
{
   
}
class Person:Animal,IFly
{
    //实现接口方法也可以加virtual来实现
    public virtual void Fly()
    {
      
    }
    public string Name
    {
      set;
      get;
    }
    public int this
    {
      get
      {
            return 0;
      }
      set
      {
            
      }
    }
    public event Action doSomething;
}*密封方法(了解)
sealed 修饰的重写方法,子类不会被重写方法
其它关联知识点

命名空间namespace


[*]命名空间是个工具包,用来管理类
[*]不同命名空间中允许由同名类
[*]不同命名空间相互使用时,using引用命名空间 或者指明出处
[*]命名空间可以包裹命名空间
万物之父Object中的方法

string


[*]string 本质是char[]数组 可以有
string ss="Tony",char='T'
[*]字符串的拼接
[*]正向查找字符的位置IndexOf()
[*]反向查找字符串的位置LastIndexOf()
[*]移除指定位置后的字符 Remove(index)//注意接受返回值
[*]字符串的替换
[*]大小写转换
[*]字符串的截取
[*]字符串的切割 str.Split(',');按照,切割
StringBuilder

字符串频繁拼接使用StringBuilder,不会再次频繁的创建新的对象,减少垃圾产生。
容量问题:初始时候本身有一定容量,在容量允许范围内,直接存储。
超过容量之后,会以2倍大小扩容。相对于string每一次更改便会新建对象,可减少垃圾产生。
//接口继承接口
interface IWalk
{
    void Walk();
}
interface IMove:IFly,IMove
{
   
}
//必须实现所有相关的
//继承来的抽象内容(接口,接口的父接口中的成员)
class Test:IMove
{
   
       public int this {
         get => throw new NotImplementedException();
         set => throw new NotImplementedException();
       }

      public string Name {
            get => throw new NotImplementedException();
            set => throw new NotImplementedException();
      }

      public event Action doSomthing;

      public void Fly()
      {
            throw new NotImplementedException();
      }

      public void Walk()
      {
            throw new NotImplementedException();
      }
}String 还是StringBuilder?
String的方法种类较多,使用更加方便和灵活,但性能上不如StringBuilder,不如StringBuilder产生垃圾少
需要频繁修改的字符串选用StringBuilder更好些。
如何优化内存?

[*]节约内存
[*]少new对象 少产生垃圾
[*]合理使用static
[*]合理使用String与StringBuilder

[*]减少GC产生
结构体与类的区别


[*]存储位置 结构体是值类型,存储在栈中 类是引用类型,存储在堆中
[*]结构体中的成员变量不可以赋初始值,类中可以
[*]结构体具备封装特性但是不具备继承和多态 而类都具有
[*]结构体不具备继承特性,所以不可以使用protected保护修饰符修饰
[*]结构体声明有参构造之后,无参构造不会被顶掉
[*]结构体不能声明析构函数,而类可以
[*]结构体需要在构造函数中初始化所有成员变量,而类随意
[*]结构体不能被static修饰,不存在静态的结构体,而类随意
[*]结构体不能在内部声明与自己一样的结构体变量(会无限创建...栈溢出),类可以(因为是引用)
[*]结构体可以继承接口(不可以继承类、结构体)
如何选择结构体和类:

[*]如果想要用继承和多态时,直接淘汰结构体,如玩家、怪物
[*]存储的对象是数据的集合时候,优先考虑结构体,如向量、坐标等
[*]从本质上考虑,如果经常要改变赋值对象,原有的数值不想跟着改变的,选用结构体(值类型,复制拷贝,不影响本身),如坐标、向量、旋转角等
抽象类与接口的区别

相同点:

[*]都可以被继承
[*]都不可以直接实例化
[*]都可以包含方法的声明
[*]子类必须实现未实现的方法
[*]都遵循里氏替换原则(父类装子类)
区别:

[*]抽象类中可以有构造函数,而接口不可以
[*]抽象类只能被单一继承,接口可以被继承多个
[*]抽象类中可以有成员变量,接口中不能
[*]抽象类中可以有声明成员方法,虚方法,抽象方法,静态方法而接口中只能声明没有实现的抽象方法
[*]抽象类方法可以使用访问修饰符;接口中建议不写,默认为public
如何选择抽象类与接口
表示对象的选用抽象类,表示行为拓展的用接口。不同对象的相同行为,我们可以抽象出行为,用接口来实现。
面向对象的七大原则

总目标:高内聚、低耦合
减少类内部对其它类的调用,减少模块与模块之间的交互复杂度。

[*]单一职责原则(一个类专注于一个功能)
[*]里氏替换原则(父类可以装子类)
[*]开闭原则(对拓展开放,对修改关闭,要保持开放和扩展,减少修改)
[*]依赖倒转原则(依赖于抽象,不依赖于抽象具体)
[*]迪米特原则(最少知识原则,不要和陌生人说话)
[*]接口隔离原则(一个接口不应该提供过多的功能,)
[*]合成复用原则(尽量使用组合复用实现功能,减少继承高耦合行为)

来源:https://www.cnblogs.com/TonyCode/archive/2023/10/12/17759266.html
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