c#第4章 面向对象的高级编程

第4章面向对象的高级编程,封装、继承与多态版本控制接口委托泛型处理,本章教学目的介绍面向对象高级编程的相关知识，使学生对C#高级编程有一个感性认识。本章教学要求（1）掌握继承、泛型的概念及基本用法；（2）掌握与实验有关的相关内容，包括封装、继承与多态、泛型处理；（3）了解其他内容。,实验中的问题解答,如何添加某个事件（例如窗体的Shown事件）？如何删除某个事件？答：添加和删除事件均在设计视图下利用属性中的事件完成。使用textBoxStartAmount.Focus();与使用键让某控件获取焦点有何不同？答：前者用于动态设置，后者用于静态设置。实验2：privatedoubleCaculate(doublestartAmount,doublerate,intcount)叠加次数count是什么意思？答：叠加次数是指到期后将计算出来的利息作为存款再次计算，例如存款时间为1年，则按年算息叠加次数为1，按月算息叠加次数为12，按季度算息叠加次数为4。实验报告什么时候交？进度如何安排？答：各人根据自己的情况安排进度，完成一个，写一个实验报告。如何定义属性？如何给属性赋值？如何获取属性的值？答：见书上P59例3-10,4.1封装、继承与多态,封装：隐藏调用者不需要了解的信息。继承：简化类的设计。多态：类为名称相同的方法提供不同实现方式的能力。,封装,模块信息通过类封装类的成员通过字段、属性、方法、事件封装私有的用private可以被继承的用protected公共成员用public不要为了方便把什么都定义成public不要为了方便把什么都定义成static通过属性进行封装的例子：P73例4-1,封装举例：,对象封装了对象的数据以及对这些数据的操作。对象是属性和操作的组合对象的表现（服务、接口）和实现细节分开,/MyClass.csusingSystem;namespaceConsoleTestclassMyClassprivateintnumber;publicintNumbergetreturnnumber;setif(value0)number=value;,/Program.csusingSystem;namespaceConsoleTestpublicclassProgrampublicstaticvoidMain()MyClassme=newMyClass();me.Number=-1;Console.WriteLine(Number:0,me.Number);Console.ReadLine();回答：Number输出的值是多少？,练习(1),Question47.(单选)InObjectorientedProgramming,howwouldyoudescribeencapsulation?1.Theconversionofonetypeofobjecttoanother.2.Theruntimeresolutionofmethodcalls.3.Theexpositionofdata.4.Theseparationofinterfaceandimplementation.答案：4,继承,继承表示现实世界中遗传关系的直接模拟。它表示类之间的内在联系以及对属性和操作的共享。,继承（续）,声明扩充类的语法：访问修饰符class扩充类名称：基类名称/程序代码扩充类继承了所有定义在基类中数据的定义和方法。但是扩充类不继承基类的构造函数。继承的例子（1）：P76例4-2,两种实现继承的方式：类继承和接口继承。类继承只允许单一继承，接口可实现多重继承。被继承的类叫基类继承自其他类的类叫扩充类,多态,用相同的操作名在一个类层次的不同类中实现不同的功能，相同的消息由同一(父)类的不同对象接收时，导致不同的行为。举例：几何图形类层次中的多态性。其派生类“圆”、“长方形”、“三角形”等都有方法“求面积”。,几何图形,圆,三角形,几何图形,圆,Shape类GetArea(),Rectangle类GetArea(),Circle类GetArea(),Triangle类GetArea(),1、虚拟方法在基类中，如果想让某个方法或者事件被扩充类重写，可以使用修饰符virtual表明：publicvirtualvoidmyMethod()/程序代码扩充类则用override重写:publicoverridevoidmyMethod()/程序代码,多态（续）,/MyClass.csusingSystem;namespaceConsoleTestclassMyClasspublicvirtualvoidHello()Console.WriteLine(123);,/MyNewClass.csusingSystem;namespaceConsoleTestclassMyNewClass:MyClassprivatestringstr=hello;publicoverridevoidHello()Number=2;Console.WriteLine(str);,多态（续）,使用虚拟方法和重写方法时，要注意下面几个方面：虚拟方法不能声明为静态的。Virtual不能和private一起使用。重写方法的名称、参数个数、类型以及返回值都必须和虚拟方法的一致。举例P79页例4-4,多态（续）,2、隐藏基类的方法在扩充类中，可以使用new关键字来隐藏基类的方法，即使用一个完全不同的方法取代旧的方法。与方法重写不同的是，使用new关键字时并不要求基类中的方法声明为virtual，只要在扩充类的方法前声明为new，就可以隐藏基类的方法。,多态（续）,3、抽象类使用abstract修饰符。抽象类只能做基类。抽象类与非抽象类的区别：第一是抽象类不能直接被实例化，只能在扩充类中通过继承使用，对抽象类使用new运算符会产生编译时错误第二个不同点是抽象类可以包含抽象成员，而非抽象类不能包含抽象成员。当从抽象类派生非抽象类时，这些非抽象类必须具体实现所继承的所有抽象成员。,补充题目,Question32.(单选)以下描述错误的是（）1.在C+中支持抽象类而在C#中不支持抽象类。2.C+中可在头文件中声明类的成员而在CPP文件中定义类的成员，在C#中没有头文件并且在同一处声明和定义类的成员。3.在C#中可使用new修饰符显式隐藏从基类继承的成员。4.在C#中要在派生类中重新定义基类的虚函数必须在前面加Override。,练习（2）,abstractclassBaseClasspublicvirtualvoidMethodA()Console.WriteLine(BaseClass);classClass1:BaseClasspublicvoidMethodA()Console.WriteLine(Class1);classClass2:Class1在Main方法中执行下列语句：Class2o=newClass2();o.MethodA();问：执行结果是什么？,4.2版本控制,用C#编写方法时，如果在扩充类中重写基类的方法，需要用override声明；要隐藏基类的方法，需要用new声明，这就是C#进行版本控制的依据。调用非虚拟方法时不会受到版本的影响调用虚拟方法的实现部分可能会因扩充类的重写而影响执行结果。举例：P83例4-8P84例4-9,4.2版本控制（续）,调用原则：调用继承的最后实现部分的方法P85例4-10C#允许派生类包含与基类方法名称相同的方法，规则如下：1)基类方法必须声明为virtual2)若派生类中方法前无new或override关键字，方法执行按存在new关键字一样执行3)若派生类中方法前带new关键字，则此方法被定义为独立于基类的方法4)若派生类中方法前带override关键字，则派生类调用此方法，而非基类的方法。5)可从派生类中使用base关键字调用基类方法。,补充知识：C#面试题,publicclassApublicA()Console.WriteLine(“A”);publicvirtualvoidFun()Console.WriteLine(A.Fun();,publicclassB:ApublicB()Console.WriteLine(“B”);publicnewvoidFun()Console.WriteLine(B.Fun();publicstaticvoidMain()Aa=newB();a.Fun();/输出结果为：ABA.Fun（）,4.3接口,接口的主要特点是只有声明部分，没有实现部分。接口成员的实现是通过类完成的。定义在接口中的方法都是public的。使用interface关键字声明一个接口。常用的语法是：访问修饰符interface接口名称/接口体一般情况下，以大写的“I”开头指定接口名，表明这是一个接口。需要在不相关的类中实现同样的功能时，可以使用接口。,4.3接口,P88例4-11显示方式实现接口例4-12注意：显示实现接口时，不能通过类的实例进行访问，而必须使用接口实例。通过接口实现多继承例4-13,补充知识：C#面试题,不定项选择题以下叙述正确的是：A.接口中可以有虚方法。B.一个类可以实现多个接口。C.接口不能被实例化。D.接口中可以包含已实现的方法。B、C(2)以下叙述正确的是：A.接口和抽象类一样均只能声明，而不能有实现部分。B.类可以继承多个接口，但仅能从一个抽象类或其它类型的单个类继承。C.接口中可以定义属性、方法和事件，但只声明不实现。D.类的多继承可以通过接口实现。B、C、D,4.4委托,类似与C+中的函数指针，但有很大不同委托的声明例如：publicdelegatevoidFuncDelegate（stringstr）；委托的使用具体内容不再详细讲述,4.5序列化与反序列化,序列化获取对象并将其状态信息转换为可存储或可传输形式的过程。反序列化将对象还原回序列化之前的内容。序列化和反序列化是一个互逆的过程。.NETFramework提供的两种序列化技术二进制序列化XML和SOAP序列化,4.5序列化与反序列化,1、如何序列化一个类：在类的上方加上Serializable特性即可。SerializablepublicclassMyClass2、二进制序列化MyClassuser=newMyClass();IFormatterformater=newBinaryFormatter();Streamstream=newFileStream(UserInfo.bin,FileMode.Create,FileAccess.Write,FileShare.None);formater.Serialize(stream,user);stream.Close();特点：二进制序列化会将一个类的所有成员变量都进行序列化，包括私有变量、公共属性、方法等。,4.5序列化与反序列化,3、二进制反序列化IFormatterformatter=newBinaryFormatter();Streamstream=newFileStream(UserInfo.bin,FileMode.Open,FileAccess.Read,FileShare.Read);MyClassc=(MyClass)formatter.Deserialize(stream);stream.Close();特点：反序列化后，对象c与序列化之前的状态完全相同。,补充：二进制序列化与反序列化举例,保存窗体位置、颜色与数据库连接信息设置,补充：二进制序列化与反序列化举例,当输入服务器等信息、改变窗体前景色、位置后，退出应用程序，再次启动，可看到仍然是退出前的状态。,4.5序列化与反序列化,4、XML序列化（1）XML序列化仅将对象的公共字段和属性值序列化为XML流，而不转换方法、索引器、私有字段或只读属性（只读集合除外）。（2）XML序列化不包括类型信息，即不能保证序列化后的对象在被反序列化时，变为同一类型的对象。（3）XML序列化的实现步骤Class1user=newClass1();user.AccountName=aa;XmlSerializermySerializer=newXmlSerializer(typeof(Class1);StreamWritermyWriter=newStreamWriter(UserInfo.xml);mySerializer.Serialize(myWriter,user);myWriter.Close();,4.5序列化与反序列化,（4）XML反序列化的步骤Class1c;XmlSerializermySerializer=newXmlSerializer(typeof(Class1);FileStreammyFileStream=newFileStream(UserInfo.xml,FileMode.Open);c=(Class1)mySerializer.Deserialize(myFileStream);myFileStream.Close();注意：反序列化一个对象时不会调用构造函数，这一点与创建对象不同。,4.6泛型处理,泛型（Generic）一般用在集合和在集合上运行的方法中。.NET框架2.0以前的版本不支持泛型。使用泛型具有以下明显的优点：1)可以避免以下两个问题：内部实现代码冗余和困扰开发人员的含混不清的编译器错误提示;2)类型安全;3)二进制代码重用;4)性能;5)清晰性。,4.6泛型问题描述,publicclassStackobjectm_Items;publicvoidPush(objectitem).publicobjectPop().使用举例：Stackstack=newStack();stack.Push(1);intnumber=(int)stack.Pop();stack.Push(“str”);stringstr=(string)stack.Pop();,基于Object的堆栈缺点,性能问题值类型需频繁地装箱、拆箱，造成较多的垃圾碎片，增加垃圾回收的负担引用类型需要强制类型转换类型安全问题（更严重）编译时任务类型都转换成object，无法保证运行时类型安全。例如：Stackstack=newStack();stack.Push(“abc”);intnumber=(int)stack.Pop();,4.6泛型解决办法,publicclassIntStackintm_Items;publicvoidPush(intitem).publicintPop().,publicclassStringStackstringm_Items;publicvoidPush(stringitem).publicstringPop().,功能相似，代码冗余！维护麻烦！,基于Object的堆栈,IntStackStringStack,代码冗余，维护复杂，工作效率低,性能问题、类型安全问题,有没有好的解决办法？,有，泛型,解决方法采用泛型,publicclassStackTm_Items;publicvoidPush(Titem).publicTPop().,泛型是如何实现的？,在.NET2.0中，泛型在IL（中间语言）和CLR本身中具有本机支持编译泛型时，就像编译类一样，泛型仅保留一个占位符。而用特定类型实例化的泛型代码，编译时会将泛型替换为实例化的特定类型。,泛型实现,publicclassStackTm_Items;publicvoidPush(Titem).publicTPop().使用举例：Stackstack=newStackstack.Push(1);intnumber=stack.Pop();,泛型的定义和引用,泛型定义代码语法如下：访问修饰符返回类型泛型支持类型泛型名称其中CLR支持的泛型类、结构、方法、接口和委托等。泛型类定义举例：classNodeTdata;Nodenext;例4-19引用泛型类,泛型的引用,泛型类定义举例：voidSwap(refTitem1,refTitem2)Ttemp=item1;item1=item2;item2=temp;例4-20引用一个泛型方法程序举例：使用泛型方法来实现int、double、float类型的数据交换方法。,常用泛型,凡是有对应泛型类型的类就尽量不要使用早期提供的非泛型类型的类。下面的泛型类型对应于低版本提供的类型：泛型类低版本提供的非泛型类ListArrayListDictionaryHashtableQueueQueueStackStackSortedListSortedList,实验中用到的泛型,SortedList：按键排序的键值对集合，是运算复杂度为O(logn)的二进制搜索树。常用方法：Add方法：将带有指定键和值的元素添加到SortedList中例如（注意：如果插入重复的键会产生异常）：SortedListopenWith=newSortedList();openWith.Add(txt,notepad.exe);openWith.Add(bmp,paint.exe);,实验中用到的泛型（续）,如何遍历泛型列表中的每个键值对SortedListlist=newSortedList();list.Add(a,123);list.Add(b,234);list.Add(c,456);foreach(stringstrinlist.Keys)Console.WriteLine(keyis:+str+,valueis:+liststr.ToString();,实验中用到的泛型（续）,TryGetValue方法：获取与指定的键相关联的值。例如：stringvalue=;if(openWith.TryGetValue(tif,outvalue)Console.WriteLine(Forkey=tif,value=0.,value);elseConsole.WriteLine(Key=tifisnotfound.);,实