面向对象的关键技术

第5章面向对象的关键技术在第4章中学习了面向对象的基础知识，本章继续深入学习面向对象思想的3个核心要素，即封装、继承与多态。它们构成了面向对象程序设计思想的基础，通过这些基础可以最大程度地实现代码的重用，有效地降低了软件的复杂性，在本章中将进行详细讲解。5.1类的封装封装性是面向对象编程的特征之一。它面对用户简化了内部实现的细节，将描述客观事物的一组数据和操作组装在一起，对外提供特定的功能。这仿佛就是一个黑箱，并不需要去了解实现的细节。在本节中，将介绍封装的用途和实现。5.1.1封装的用途在生活中，使用一些东西的时候，根本不知道它的功能到底是如何实现的，但是能用好它提供的功能。可以说，这样的东西进行了实现功能过程的封装。在计算机程序中，也有封装，它将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成了一个有机的整体，然后提供给用户。封装的目的是增强安全性和简化编程，使用者不必了解具体的实现细节，而只是通过外部接口调用功能。5.1.2封装的实现将对象进行封装，并不等于是将整个对象完全包裹起来，而是根据实际需要，设置一定的访问权限，用户根据不同的权限调用对象提供的功能。在C#语言中，可以使用修饰符public、internal、protected、private分别修饰类的字段、属性和方法。下面通过实例来介绍类的封装性在实际中的应用。5.2类的继承在面向对象编程的思想中，继承是面向对象程序设计中实现代码重用的重要机制之一，是OOP编程的核心之一。它起源于现实世界中事物之间的联系，因为现实世界中事物之间不是相互孤立的，它们具有共同的特征，但是又有内在的部分差别。继承类之间就反映了这样的关系。当一个类需要用到另外一个类的大部分方法和属性，但又有自己特有的方法和属性时，就可以使用继承这一特性。本节将介绍有关继承的知识。5.2.1继承的用途继承就是要实现代码重用，为了提高软件模块的可复用性和可扩充性。继承是从已知的类派生成新类的一种方式，任何类都可以被另外一个类继承。在面向对象编程中，被继承的类称为子类的父类或基类。C#语言中虽然提供了类的继承机制，但只支持单继承，不支持多重继承，即在C#语言中一个类只能从一个基类派生。5.2.2继承的实现可以适应不同的应用要求，这也是继承的目的，同时又是它的优点。程序开发人员可以在已有类的基础上构造新类，并且构造出的新类完全拥有已有类的所有特征。利用继承类机制，就可以通过增加、修改类中的方法对类进行扩充，例如实现多态。5.3类的多态多态是面向对象编程思想的核心之一。多态的意思是：当从父类派生了一些子类后，每个子类都由不同的代码实现。因此，同样的调用可以产生不同的效果，主要由子类来决定。在程序运行时，面向对象的语言会自动判断对象的派生类型，并调用相应的方法，本节将介绍多态的相关知识。5.3.1多态的用途使用多态，能实现程序通用性，提高代码的重用率。多态可以很逼真地描述客观世界，使应用程序可以完美地满足用户的要求，这就是OOP思想优秀的地方。5.3.2多态的实现在本节中，将实现一个比较经典的多态例子。在基类中派生一些类，然后调用派生类中的方法。这些方法实现不同的功能，这样就能很好地体现多态。这里有个技巧：在派生类中使用重载方法，这样表现的多态性更为直观。5.4一种特殊的类--接口

C#语言不支持多重继承，因为多重继承增加了语言实现的复杂度，但是多重继承的确可以带来非常灵活的设计。为了保留像C++那样因为具备多重继承而带来的灵活性，C#就提出了接口概念，通过接口可以实现与多重继承等价的功能。接口的实质就是定义规则，接口的实现交由其他类负责，本节主要对接口进行介绍。5.4.1接口的概念接口，英文名称“Interface”，看起来就是“界面”的意思。界面，是两个有界事物的交界处，通过界面可以与对方交互。交互的方式由约定产生，这种约定就是某具体交互动作的规则，只要遵循规则即可与拥有规则的事物交互。5.4.2声明接口接口声明的语法格式如下所示。01 修饰符interface接口名称：继承的接口列表02 {03 //接口的实现代码04 }其中，除interface和接口名称外，其他的都是可选项。下面是一个声明接口的例子，代码如下所示。01 publicinterfaceiInterface02 {03 voidfnDemo();04 }5.4.3接口的成员和声明接口的成员有从基接口继承来的成员、由接口本身声明的成员。当声明接口的时候，它的成员数量是不限的，可以有0个，也可以是多个。但是，在接口的成员中，只能是方法、属性、事件或索引器。它的成员不能包含常数、字段、运算符、实例构造函数、析构函数或类型，也不能包含任何种类的静态成员。所有的接口成员都是公有的，也就是说不用写出public访问属性了，它就是默认的，是隐式的。特别要注意的是在声明接口成员时，如果包含任何修饰符，都会出现错误。5.4.4接口的实现很多初学者一提到接口，就谈虎色变。其实接口的本质就是一些方法。但是要使用这些方法必须按一定的规则，否则就不能使用。例如，生活中的电灯开关就是一个接口，它的开和关就是两个方法，要使用开关，就必须按开关的规则操作。5.5抽象类的声明和使用抽象类和接口有一些相似之处，它们都包含由派生类继承的成员，接口和抽象类都不能直接实例化。抽象类可以拥有抽象成员，但是它不能直接被实例化，并且没有代码体，它的执行方法是在其派生类中实现的。5.6域和属性域也叫成员变量，它可以用来保存类的各种信息。域可以分为静态域和实例域两种，其中，静态域属于类，而实例域属于对象。属性是一种用来访问对象的特殊成员。在本节中，就介绍域和属性的相关内容。5.6.1域的用途域是C#语言中不可缺少的一部分，相当于C#语言中的简单成员变量，但是它表示与对象或类相关联的变量。域表示存储位置，可以用它来保存类的各种数据信息。它还有一个重要的用途，即引入一个或多个给定类型的域。5.6.2域的声明因为域其实就是一种变量，所以它的声明和变量是一样的，声明时可用的修饰符有new、public、protected、internal、private、static和readonly等。和声明变量一样，声明多个类型相同的域可以放在一起。例如，privateinta、privateintb、privateintc等同于privateint

a,b,c。域又可以分为静态域和实例域。当域的声明中包含static修饰符时，就是静态域；如果域的声明不包含static修饰符，就是实例域。5.6.3属性的用途属性其实质就是用于访问对象或类的特性的成员。属性是成员的扩展，它们都是关联类型的命名成员，所以访问成员和属性的语法是完全相同的。属性虽然与成员有许多的相似，但是也有自己的一些特点。属性不表示具体的存储位置，它提供了一种机制，它把读取和写入对象的某些特性与一些操作关联起来，例如它的get和set访问器。程序员可以像使用公共数据成员一样使用属性。5.6.4属性的声明属性在类模块内通过以下方式声明。访问级别属性的类型属性的名称{get //get访问器{}set //set访问器{}}5.7认识匿名方法匿名方法的作用就是将代码块当做参数使用，使代码对于委托的实例很直接，很便利，可以减少实例化委托对系统资源的开销。匿名方法还共享了对本地语句包含的函数成员访问权限。本节将对匿名方法及其使用进行详细讲解。5.7.1什么是匿名方法如果将代码块传递在委托参数中，那么就要创建匿名方法。匿名方法非常有用，它允许一个与委托关联的代码被内联写入使用委托的地方。这种说法有点抽象，简而言之，就是可以直接将方法的代码块作为参数传给委托而不必调用方法。01 delegatevoidDel(inty); //定义一个委托02 Deld=delegate(inth) //委托调用匿名方法03 {04 //委托所调用的方法的代码05 };5.7.2匿名方法的使用匿名方法对初学者来说，光是从概念上进行理解就已经很抽象，所以这里不打算涉及过多的理论。先演示一个匿名方法的使用，让读者有一定的感性认识，再来对匿名方法的概念进行理解。