第五章 類(1)
前一章討論了數(shù)據(jù)類型和它們的用法�，F(xiàn)在我們轉(zhuǎn)移到C#中至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)——類。沒(méi)有了類，就連簡(jiǎn)單的C#程序
都不能編譯。這一章假定你知道了一個(gè)類的基本組成部分：方法、屬性、構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。 C#在其中增加了索引和事
件。
在這一章中，你學(xué)到下列有關(guān)類的話題。
。 使用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
。給類寫方法
。給一個(gè)類增加屬性存取標(biāo)志
。實(shí)現(xiàn)索引
。創(chuàng)建事件并通過(guò)代表元為事件關(guān)聯(lián)客戶
。應(yīng)用類、成員和存取修飾符。

5.1 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
在你可以訪問(wèn)一個(gè)類的方法、屬性或任何其它東西之前， 第一條執(zhí)行的語(yǔ)句是包含有相應(yīng)類的構(gòu)造函數(shù)。甚至
你自己不寫一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，也會(huì)有一個(gè)缺省的構(gòu)造函數(shù)提供給你。

class TestClass
{
public TestClass(): base() {} // 由編譯器提供
}

一個(gè)構(gòu)造函數(shù)總是和它的類名相同，但是，它沒(méi)有聲明返回類型。總之，構(gòu)造函數(shù)總是public的，你可以用它們來(lái)
初始化變量。

public TestClass()
{
// 在這給變量
// 初始化代碼等等。
}

如果類僅包含靜態(tài)成員(能以類型調(diào)用，而不是以實(shí)例調(diào)用的成員)，你可以創(chuàng)建一個(gè)private的構(gòu)造函數(shù)。
private TestClass() {}
盡管存取修飾符在這一章的后面將要大篇幅地討論，但是private意味著從類的外面不可能訪問(wèn)該構(gòu)造函數(shù)。所
以，它不能被調(diào)用，且沒(méi)有對(duì)象可以自該類定義被實(shí)例化。
并不僅限于無(wú)參數(shù)構(gòu)造函數(shù)——你可以傳遞初始參數(shù)來(lái)初始化成員。
public TestClass(string strName, int nAge) { ... }

作為一個(gè)C/C++程序員，你可能習(xí)慣于給初始化寫一個(gè)附加的方法，因?yàn)樵跇?gòu)造函數(shù)中沒(méi)有返回值。當(dāng)然，盡管在
C#中也沒(méi)有返回值，但你可以引發(fā)一個(gè)自制的異常，以從構(gòu)造函數(shù)獲得返回值。更多有關(guān)異常處理的知識(shí)在第七章 "異常
處理"中有討論。
但是，當(dāng)你保留引用給寶貴的資源，應(yīng)該想到寫一個(gè)方法來(lái)解決：一個(gè)可以被顯式地調(diào)用來(lái)釋放這些資源。問(wèn)題是
當(dāng)你可以在析構(gòu)函數(shù)(以類名的前面加"~"的方式命名)中做同樣的事情時(shí)，為何還要寫一個(gè)附加的方法.
public ~TestClass()
{
// 清除
}

你應(yīng)該寫一個(gè)附加方法的原因是垃圾收集器，它在變量超出范圍后并不會(huì)立即被調(diào)用，而僅當(dāng)間歇期間或內(nèi)存條件滿
足時(shí)才被觸發(fā)。當(dāng)你鎖住資源的時(shí)間長(zhǎng)于你所計(jì)劃的時(shí)間時(shí)，它就會(huì)發(fā)生。因此，提供一個(gè)顯式的釋放方式是一個(gè)好主
意，它同樣能從析構(gòu)函數(shù)中調(diào)用。

public void Release()
{
// 釋放所有寶貴的資源
}

public ~TestClass()
{
Release();
}

調(diào)用析構(gòu)函數(shù)中的釋放方法并不是必要的——總之，垃圾收集會(huì)留意釋放對(duì)象。但沒(méi)有忘記清除是一種良好的習(xí)慣。

5.2 方法
既然對(duì)象能正確地初始化和結(jié)束，所剩下來(lái)的就是往類中增加功能。在大多數(shù)情況下，功能的主要部分在方法中能得
到實(shí)現(xiàn)。你早已見(jiàn)過(guò)靜態(tài)方法的使用，但是，這些是類型(類)的部分，不是實(shí)例(對(duì)象)。
為了讓你迅速入門，我把這些方法的煩瑣問(wèn)題安排為三節(jié)：
。方法參數(shù)
。改寫方法
。方法屏蔽
5.2.1 方法參數(shù)
因方法要處理更改數(shù)值，你多多少少要傳遞值給方法，并從方法獲得返回值。以下三個(gè)部分涉及到由傳遞值和為調(diào)用者
獲取返回結(jié)果所引起的問(wèn)題。

。輸入?yún)��?shù)
。引用參數(shù)
。輸出參數(shù)

5.2.1.1 輸入?yún)��?shù)
你早已在例子中見(jiàn)過(guò)的一個(gè)參數(shù)就是輸入?yún)��?shù)。你用一個(gè)輸入?yún)��?shù)通過(guò)值傳遞一個(gè)變量給一個(gè)方法——方法的變量被調(diào)
用者傳遞進(jìn)來(lái)的值的一個(gè)拷貝初始化。清單5.1 示范輸入?yún)��?shù)的使用。

清單 5.1 通過(guò)值傳遞參數(shù)

1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5: public int CalcSquare(int nSideLength)
6: {
7: return nSideLength*nSideLength;
8: }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13: public static void Main()
14: {
15: SquareSample sq = new SquareSample();
16: Console.WriteLine(sq.CalcSquare(25).ToString());
17: }
18: }

因?yàn)槲覀鬟f值而不是引用給一個(gè)變量，所以當(dāng)調(diào)用方法時(shí)(見(jiàn)第16行)，可以使用一個(gè)常量表達(dá)式(25)。整型結(jié)果被傳回
給調(diào)用者作為返回值，它沒(méi)有存到中間變量就被立即顯示到屏幕上 。
輸入?yún)��?shù)按C/C++程序員早已習(xí)慣的工作方式工作。如果你來(lái)自VB，請(qǐng)注意沒(méi)有能被編譯器處理的隱式ByVal或ByRef—
—如果沒(méi)有設(shè)定，參數(shù)總是用值傳遞。
這點(diǎn)似乎與我前面所陳述的有沖突：對(duì)于一些變量類型，用值傳遞實(shí)際上意味著用引用傳遞。迷惑嗎? 一點(diǎn)背景知識(shí)
也不需要：COM中的東西就是接口，每一個(gè)類可以擁有一個(gè)或多個(gè)接口。一個(gè)接口只不過(guò)是一組函數(shù)指針，它不包含數(shù)據(jù)。
重復(fù)該數(shù)組會(huì)浪費(fèi)很多內(nèi)存資源；所以，僅開(kāi)始地址被拷貝給方法，它作為調(diào)用者，仍然指向接口的相同指針。那就是為
什么對(duì)象用值傳遞一個(gè)引用。

5.2.1.2 引用參數(shù)
盡管可以利用輸入?yún)��?shù)和返回值建立很多方法，但你一想到要傳遞值并原地修改它(也就是在相同的內(nèi)存位置)，就沒(méi)
有那么好運(yùn)了。這里用引用參數(shù)就很方便。
void myMethod(ref int nInOut)
因?yàn)槟銈鬟f了一個(gè)變量給該方法(不僅僅是它的值)，變量必須被初始化。否則，編譯器會(huì)報(bào)警。清單 5.2 顯示如何用
一個(gè)引用參數(shù)建立一個(gè)方法。

清單 5.2 通過(guò)引用傳遞參數(shù)

1: // class SquareSample
2: using System;
3:
4: public class SquareSample
5: {
6: public void CalcSquare(ref int nOne4All)
7: {
8: nOne4All *= nOne4All;
9: }
10: }
11:
12: class SquareApp
13: {
14: public static void Main()
15: {
16: SquareSample sq = new SquareSample();
17:
18: int nSquaredRef = 20; // 一定要初始化
19: sq.CalcSquare(ref nSquaredRef);
20: Console.WriteLine(nSquaredRef.ToString());
21: }
22: }

正如所看到的，所有你要做的就是給定義和調(diào)用都加上ref限定符。因?yàn)樽兞客ㄟ^(guò)引用傳遞，你可以用它來(lái)計(jì)算出結(jié)果
并傳回該結(jié)果。但是，在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用程序中，我強(qiáng)烈建議要用兩個(gè)變量，一個(gè)輸入?yún)��?shù)和一個(gè)引用參數(shù)。

5.2.1.3 輸出參數(shù)
傳遞參數(shù)的第三種選擇就是把它設(shè)作一個(gè)輸出參數(shù)。正如該名字所暗示，一個(gè)輸出參數(shù)僅用于從方法傳遞回一個(gè)結(jié)果。
它和引用參數(shù)的另一個(gè)區(qū)別在于：調(diào)用者不必先初始化變量才調(diào)用方法。這顯示在清單5.3中。

清單 5.3 定義一個(gè)輸出參數(shù)

1: using System;
2:
3: public class SquareSample
4: {
5: public void CalcSquare(int nSideLength, out int nSquared)
6: {
7: nSquared = nSideLength * nSideLength;
8: }
9: }
10:
11: class SquareApp
12: {
13: public static void Main()
14: {
15: SquareSample sq = new SquareSample();
16:
17: int nSquared; // 不必初始化
18: sq.CalcSquare(15, out nSquared);
19: Console.WriteLine(nSquared.ToString());
20: }
21: }


5.2.2 改寫方法
面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的重要原則就是多態(tài)性。不要理會(huì)高深的理論，多態(tài)性意味著：當(dāng)基類程序員已設(shè)計(jì)好用于改寫的方法
時(shí)，在派生類中，你就可以重定義(改寫)基類的方法�；�類程序員可以用 virtual 關(guān)鍵字設(shè)計(jì)方法：
virtual void CanBOverridden()
當(dāng)從基類派生時(shí)，所有你要做的就是在新方法中加入override關(guān)鍵字：
override void CanBOverridden()
當(dāng)改寫一個(gè)基類的方法時(shí)，你必須明白，不能改變方法的訪問(wèn)屬性——在這章的后面，你會(huì)學(xué)到更多關(guān)于訪問(wèn)修飾符
的知識(shí)。
除了改寫基類方法的事實(shí)外，還有另一個(gè)甚至更重要的改寫特性。當(dāng)把派生類強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成基類類型并接著調(diào)用虛擬方
法時(shí)，被調(diào)用的是派生類的方法而不是基類的方法。
((BaseClass)DerivedClassInstance).CanBOverridden();
為了演示虛擬方法的概念，清單 5.4 顯示如何創(chuàng)建一個(gè)三角形基類，它擁有一個(gè)可以被改寫的成員方法
（ComputeArea）。

清單 5.4 改寫一個(gè)基類的方法

1: using System;
2:
3: class Triangle
4: {
5: public virtual double ComputeArea(int a, int b, int c)
6: {
7: // Heronian formula
8: double s = (a + b + c) / 2.0;
9: double dArea = Math.Sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
10: return dArea;
11: }
12: }
13:
14: class RightAngledTriangle:Triangle
15: {
16: public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
17: {
18: double dArea = a*b/2.0;
19: return dArea;
20: }
21: }
22:
23: class TriangleTestApp
24: {
25: public static void Main()
26: {
27: Triangle tri = new Triangle();
28: Console.WriteLine(tri.ComputeArea(2, 5, 6));
29:
30: RightAngledTriangle rat = new RightAngledTriangle();
31: Console.WriteLine(rat.ComputeArea(3, 4, 5));
32: }
33: }

基類Triangle定義了方法ComputeArea。它采用三個(gè)參數(shù)，返回一個(gè)double結(jié)果，且具有公共訪問(wèn)性。從Triangle類派
生出的是RightAngledTriangle，它改寫了ComputeArea 方法，并實(shí)現(xiàn)了自己的面積計(jì)算公式。兩個(gè)類都被實(shí)例化，且在命
名為TriangleTestApp的應(yīng)用類的Main() 方法中得到驗(yàn)證。
我漏了解釋第14行：
class RightAngledTriangle : Triangle
在類語(yǔ)句中冒號(hào)（：）表示RightAngledTriangle從類 Triangle派生。那就是你所必須要做的，以讓C#知道你想把
Triangle當(dāng)作RightAngledTriangle的基類。
當(dāng)仔細(xì)觀察直角三角形的ComputeArea方法時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)第3個(gè)參數(shù)并沒(méi)有用于計(jì)算。但是，利用該參數(shù)就可以驗(yàn)證是
否是“直角”。如清單5.5所示。

清單 5.5 調(diào)用基類實(shí)現(xiàn)

1: class RightAngledTriangle:Triangle
2: {
3: public override double ComputeArea(int a, int b, int c)
4: {
5: const double dEpsilon = 0.0001;
6: double dArea = 0;
7: if (Math.Abs((a*a + b*b - c*c)) > dEpsilon)
8: {
9: dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
10: }
11: else
12: {
13: dArea = a*b/2.0;
14: }
15:
16: return dArea;
17: }
18: }

該檢測(cè)簡(jiǎn)單地利用了畢達(dá)哥拉斯公式，對(duì)于直角三角形，檢測(cè)結(jié)果必須為0。如果結(jié)果不為0，類就調(diào)用它基類的
ComputeArea來(lái)實(shí)現(xiàn)。
dArea = base.ComputeArea(a,b,c);
例子的要點(diǎn)為：通過(guò)顯式地利用基類的資格檢查，你就能輕而易舉地調(diào)用基類實(shí)現(xiàn)改寫方法。
當(dāng)你需要實(shí)現(xiàn)其在基類中的功能，而不愿意在改寫方法中重復(fù)它時(shí)，這就非常有幫助。

5.2.3 方法屏蔽
重定義方法的一個(gè)不同手段就是要屏蔽基類的方法。當(dāng)從別人提供的類派生類時(shí)，這個(gè)功能特別有價(jià)值�？辞鍐�
5.6，假設(shè)BaseClass由其他人所寫，而你從它派生出 DerivedClass 。

清單 5.6 Derived Class 實(shí)現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有包含于 Base Class中的方法

1: using System;
2:
3: class BaseClass
4: {
5: }
6:
7: class DerivedClass:BaseClass
8: {
9: public void TestMethod()
10: {
11: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
12: }
13: }
14:
15: class TestApp
16: {
17: public static void Main()
18: {
19: DerivedClass test = new DerivedClass();
20: test.TestMethod();
21: }
22: }

在這個(gè)例子中， DerivedClass 通過(guò)TestMethod()實(shí)現(xiàn)了一個(gè)額外的功能。但是，如果基類的開(kāi)發(fā)者認(rèn)為把
TestMethod()放在基類中是個(gè)好主意，并使用相同的名字實(shí)現(xiàn)它時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題呢？（見(jiàn)清單5.7）

清單 5.7 Base Class 實(shí)現(xiàn)和 Derived Class相同的方法

1: class BaseClass
2: {
3: public void TestMethod()
4: {
5: Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6: }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11: public void TestMethod()
12: {
13: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14: }
15: }

在優(yōu)秀的編程語(yǔ)言中，你現(xiàn)在會(huì)遇到一個(gè)真正的大麻煩。但是，C#會(huì)給你提出警告：
hiding2.cs(13,14): warning CS0114: 'DerivedClass.TestMethod()' hides inherited member 'BaseClass.TestMethod
()'. To make the current method override that implementation, add the override keyword. Otherwise add the
new keyword.
（hiding2.cs(13,14):警告 CS0114:'DerivedClass.TestMethod()' 屏蔽了所繼承的成員'BaseClass.TestMethod()'。要
想使當(dāng)前方法改寫原來(lái)的實(shí)現(xiàn)，加上 override關(guān)鍵字。否則加上新的關(guān)鍵字。）
具有了修飾符new，你就可以告訴編譯器，不必重寫派生類或改變使用到派生類的代碼，你的方法就能屏蔽新加入的基類方
法。清單5.8 顯示如何在例子中運(yùn)用new修飾符。

清單 5.8 屏蔽基類方法

1: class BaseClass
2: {
3: public void TestMethod()
4: {
5: Console.WriteLine("BaseClass::TestMethod");
6: }
7: }
8:
9: class DerivedClass:BaseClass
10: {
11: new public void TestMethod()
12: {
13: Console.WriteLine("DerivedClass::TestMethod");
14: }
15: }

使用了附加的new修飾符，編譯器就知道你重定義了基類的方法，它應(yīng)該屏蔽基類方法。但是，如果你按以下方式編寫：
DerivedClass test = new DerivedClass();
((BaseClass)test).TestMethod();
基類方法的實(shí)現(xiàn)就被調(diào)用了。這種行為不同于改寫方法，后者保證大部分派生方法獲得調(diào)用。