《C#中的类与对象》课件

C#中的类与对象C#是一种面向对象的编程语言，类和对象是其核心概念。类是对象的模板，定义了对象的属性和方法。对象是类的实例，拥有类定义的属性和方法。C#编程语言概述面向对象编程C#是一种面向对象编程语言，支持类、对象、继承、多态等概念。类型安全C#是一门强类型语言，需要对变量进行显式类型声明，提高了程序的健壮性和可读性。跨平台C#支持多种平台，包括Windows、macOS、Linux等，为开发人员提供了更多的选择。丰富的库C#拥有庞大的类库，提供了丰富的功能，简化了开发流程。什么是类和对象类类是对象的模板或蓝图，定义对象的属性和行为。对象对象是根据类创建的实例，拥有类的属性和方法，可以执行操作。例如，一个电脑类可以定义属性如品牌、型号、内存等，方法如开机、关机、运行程序等。定义一个类类是C#中的重要组成部分，它作为对象的模板，用于描述一类事物的共性。1定义关键字使用“class”关键字定义类2类名类名应遵循C#的命名规范，首字母大写3类体类体包含属性、方法、构造函数等成员通过定义类，我们可以封装数据和方法，实现代码复用，提高代码可维护性。类的属性和方法1属性属性是类的数据成员，表示对象的状态。它们定义了对象可以存储的特定信息。2方法方法是类中的函数，定义了对象的行为。它们描述了对象如何操作数据或与其他对象交互。3数据封装属性和方法共同构成了数据封装的概念，将数据和操作数据的方法隐藏在类的内部，提高代码的可维护性和安全性。访问修饰符公共访问修饰符(public)使用public关键字声明的成员可以在任何地方访问，包括类内部、同一程序集中的其他类，以及不同程序集中的类。私有访问修饰符(private)使用private关键字声明的成员只能在定义它们的类中访问，不能在类外部访问。受保护的访问修饰符(protected)使用protected关键字声明的成员只能在定义它们的类和派生类中访问，不能在其他类中访问。内部访问修饰符(internal)使用internal关键字声明的成员只能在同一个程序集中访问，不能在其他程序集中访问。类的构造函数定义构造函数是一种特殊方法，它在创建对象时自动调用，用于初始化对象的状态。它与类同名，没有返回值类型。作用构造函数用于为对象分配内存并设置初始值，确保对象在创建后处于一个有效的状态。类型默认构造函数：系统自动生成的构造函数，不带参数。自定义构造函数：开发者定义的构造函数，可带参数，用于初始化对象属性。属性的设计封装数据访问属性提供了一种安全且灵活的方式来访问和修改类成员变量。访问控制通过get和set访问器控制对属性的读写权限。数据验证可以在属性的set访问器中添加逻辑来验证输入值。封装的重要性代码组织和维护封装使代码更易于理解和维护。代码结构清晰，易于修改和扩展。提高代码可重用性封装可以将代码模块化，方便重复使用，提高开发效率。增强代码安全性封装可以隐藏内部实现细节，防止外部代码对内部数据的修改，提高代码安全性。类的继承代码复用减少重复代码，提高开发效率。扩展功能在现有类的基础上添加新的功能，实现更复杂的逻辑。代码组织将相关联的类组织成层次结构，提高代码的可读性和维护性。继承的原则和类型11.单继承C#支持单继承，一个子类只能继承自一个父类，这保证了类的层次结构清晰，避免了多重继承带来的复杂性。22.多级继承多个类可以形成继承链，一个类可以继承自另一个类，而这个类又可以继承自另一个类，形成层次化的继承关系。33.接口继承类可以实现多个接口，接口定义了一组方法和属性，但没有实现，类需要实现接口中定义的方法和属性。44.继承原则子类继承父类，子类拥有父类的所有成员，子类可以重写父类的方法，添加新的成员，但不能修改父类的成员。方法重写1继承关系子类继承父类方法2子类重写修改父类方法实现3方法签名保持一致，仅修改实现4运行时调用根据对象类型选择方法方法重写允许子类修改父类方法的行为，使子类能够针对特定需求定制方法实现。在运行时，根据对象的实际类型选择合适的重写方法执行。抽象类和接口抽象类抽象类是一种不完整类，不能直接实例化。它主要用于定义公共方法和属性，并提供基本实现。接口接口是纯粹抽象的概念，仅包含方法和属性的声明，不提供具体实现。接口用于定义规范和标准，让不同类型的类可以实现相同的行为。抽象类和接口的区别定义抽象类是一种不完整类，无法实例化。接口是一种契约，定义成员方法，但不实现。实现方式抽象类可以包含方法实现，接口只包含方法声明。继承和实现类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。适用场景抽象类适用于共性抽象，接口适用于定义行为规范。多态的概念同一方法不同实现多态指的是同一个方法可以根据不同的对象类型进行不同的操作。代码复用通过多态，可以减少代码重复，提高代码的可读性和可维护性。灵活扩展多态允许程序在运行时根据对象的实际类型进行不同的操作，增强程序的灵活性。多态的实现1方法重写子类重新定义父类方法，实现不同行为。2接口实现实现接口，并根据接口定义实现方法。3抽象类子类继承抽象类，实现抽象方法。类型转换隐式转换不需要显式代码，编译器自动完成。例如，将int转换为double。显式转换使用类型转换运算符，由程序员显式控制。例如，将double转换为int。强制转换可能导致数据丢失，使用时需谨慎。例如，将float转换为int。装箱和拆箱装箱将值类型转换为引用类型，将值类型数据存储在托管堆中。拆箱将引用类型转换为值类型，将托管堆中的数据取回。异常的处理1异常的定义异常是程序执行过程中发生的错误或异常情况。例如：除以零，数组越界等。2异常处理机制C#语言提供异常处理机制，允许程序员捕获异常并进行处理。try-catch-finally块用于处理异常。3异常处理的好处异常处理使程序更健壮，提高程序的可靠性。通过处理异常，可以避免程序崩溃，并提供友好的错误提示。异常类型及其应用11.SystemException表示系统级错误，例如内存不足、磁盘空间不足等。22.ArgumentException表示传递给方法的参数无效，例如传递了null值或类型不匹配。33.IOException表示输入输出操作时发生的错误，例如文件找不到或无法写入文件。44.InvalidOperationException表示在不正确的时间或状态下执行了操作，例如在列表为空时尝试移除元素。自定义异常定义自定义异常类自定义异常类继承自System.Exception类或其子类。在自定义异常类中，可以添加额外的属性和方法，用于存储和处理异常信息。抛出自定义异常使用throw语句抛出自定义异常。在异常抛出后，可以捕获异常并进行处理，例如记录日志、回滚操作等。泛型类和泛型方法1泛型类使用类型参数，允许创建可重用代码。2泛型方法允许在方法中使用类型参数。3优势代码更简洁，减少重复代码。4使用场景创建通用数据结构，提高代码可读性。泛型集合类型安全泛型集合通过类型参数确保元素类型一致，避免类型错误。代码重用无需为不同数据类型创建多个集合类，泛型集合可以处理各种类型。性能提升泛型集合在编译时进行类型检查，减少运行时类型转换，提高效率。常用泛型集合类List、Dictionary、HashSet等，提供丰富的操作方法。LINQ简介数据查询LINQ提供了一种统一的语法，用于查询不同类型的数据源。数据库访问LINQ可以与数据库交互，简化数据访问操作。XML操作LINQ提供了一种基于XML的查询语言，简化XML数据的解析和操作。LINQ的使用场景数据过滤从大量数据中提取符合特定条件的子集，例如筛选符合特定条件的客户信息。数据排序将数据按照指定条件进行排序，例如按时间戳排序、按姓名排序。数据聚合对数据进行统计分析，例如计算总金额、平均值、最大值等。数据连接将来自多个数据源的数据合并成一个数据集，例如将客户信息和订单信息合并。Lambda表达式匿名函数Lambda表达式是一种匿名函数，可以简化代码编写，提高代码可读性。使用Lambda表达式，可以将函数作为参数传递给其他方法。简洁语法Lambda表达式采用简化的语法，使用箭头符号“=>”分隔参数列表和函数体。Lambda表达式可以提升代码的可读性和可维护性。匿名方法匿名方法定义匿名方法是指没有名称的方法。它是一个代码块，可以作为参数传递给其他方法或委托。匿名方法允许您在需要的地方直接定义并使用代码，而无需单独定义命名方法。匿名方法语法匿名方法使用delegate关键字来定义，并用一个代码块来表示方法体。参数列表和返回值类型都必须在delegate关键字后面指定。委托和事件委托委托是一种类型安全、面向对象的函数指针，允许将方法作为参数传递，实现代码解耦。事件事件是一种特殊的委托，用于通知其他对象发生了特定事件，例如按钮点击或窗口关闭。关联委托和事件紧密相关，事件的本质是委托，事件提供了一种发布/订阅机制，使对象间解耦。事件的定义和应用1事件的定义事件是一种通知机制，允许对象向其他对象发送消息。2事件的应用事件可用于处理用户交互、系统状态变化等。3事件处理程序事件处理程序是用于处理事件的代码块。4事件订阅订阅事件是指注册事件处理程序，以便在事件发生时执行相应的代码。C#中的反射机制程序运行流程C#代码在编译后会生成程序集，程序集包含元数据，反射机制可以获取这些元数据信息。动态操作对象反射机制可以动态地创建对象、调用方法、访问属性等，无需在编译时确定对象的类