C#语言程序设计 李继武 彭德林 第3章新.ppt

第三章 C#面向对象初级编程 面向对象得程序设计越来越受到编程人员的喜爱。类和对象是面向对象程序设计中的重要概念。封装性、继承性和多态性是面向对象的特点，本章旨在全面说明C#编写面向对象程序设计的方法。 3.1 面向对象的基本概念 早期的程序设计方法多为面向过程的程序设计思想（POP，Procedure-Oriented Programming），在这种设计方法下，编程人员的主要任务是把一个处理分解成若干个过程，然后编写这些过程。每个过程都基于某些特定的算法。对于C语言来说就是编写一个个函数，每个函数的数据和程序代码是分离的，当修改某段程序时，所有与之有关的部分都需要作相应的调整。随着问题规模的增大，程序变得容易出错，而且越来越难以管理。这种面向过程的程序设计语言有C、Pascal、Basic等。 面向对象的程序设计（OOP，Object-Oriented Programming）则是一种基于结构分析的、以数据为中心的程序设计方法。它的主要思想是将数据及处理这些数据的操作都封装（Encapsulation）到一个称为类（Class）的数据结构中。使用这个类时，只需要定义一个类的变量即可，这个变量叫做对象（Object）。通过调用对象的数据成员完成对类的使用。这类编程思想较好地适应了现实世界中的问题，因而得以广泛应用。 3.1.1 对象和类 在我们的日常生活中，对象是指可辨识的一种实体。例如汽车、房子、书、文档和支票等。为了进一步说明，可以把对象看作是用于在程序中表示的一个实体。因此对象可以包括把有生命的“对象”——人、员工、客户，以及更抽象的“对象”——公司、数据库和国家等。 面向对象程序设计（OOP）通过使用真实世界的对象实例概念，改变了应用程序处理问题的模式。非面向对象的传统程序语言，必须针对特定问题开发应用程序，一旦所处理的问题脱离了原先考虑设计的范围，就得扩充应用程序得功能以面对新产生的问题；而在这种情形下，整个应用程序不是大幅改写就是必须重新开发。OOP程序设计理论的出现，解决了这样的缺陷，其中关键就在于对象的使用。 我们可以设计不同的对象，处理应用程序所要解决的各种问题，其中最大的好处在于应用程序可以轻易地针对新的问题进行扩充处理，只要修改原有的对象或是加入新定义的对象，完全不用重新改写原有的应用程序。 OOP得对象概念，使得开发应用程序得复杂度与难度，不会随着程序规模的扩大，变得难以处理与掌握。 类是一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合。类是一系列具有相同性质的对象的抽象，是对对象共同特征的描述。比如每一辆汽车是一个对象的话，所有的汽车可以作为一个模板，我们就定义汽车这个类。 在一个类中，每个对象都是类的实例，可以使用类中提供的方法。从类定义中产生对象，必须有建立实例的操作，C++和C#中的new操作符可用于建立一个类的实例，C#为我们提供的方法则更加安全。 3.1.2 继承 继承是使用己存在的定义作为基础建立新定义的技术。新类的定义可以是即存类所声明的数据和新类所增加的声明组合。新类复用即存的定义，而不要求修改即存类。即存类可以作为基类来引用，而新类可以作为派生类来引用。这种复用技术大大降低了软件的开发费用。 例如，汽车作为一个类己经存在，作为具有自身特征的卡车就可以从汽车类中继承。它同汽车一样，具有颜色、重量这些特征，可以行驶和鸣笛。它还具有一般汽车不一定具有的特征，比如可以载货等。 3.1.3 封装 一般来说，程序员都力求软件工程系统的高集成性。一个具有高集成性的软件系统包含着各种执行独立任务的成分，而每一个独立任务都是整个系统的重要组成部分。相反，如果一个软件系统的集成性差，那么系统所包含的各种成分由于没有很好的被定义而往往会容易发生冲突。 封装可以将对象相关的信息集中存放在一个独立的单元中，因此，用一个标识符就可以访问对象，还可以把整个对象作为一个变量参数传送给函数。 3.1.4 多态 多态性是指用一个名字定义不同的函数，这函数执行不同但又类似的操作，从而实现“一个接口，多种方法”。 多态性的实现与静态联编、动态联编有关。静态联编支持的多态性称为编译时的多态性，也称静态多态性，它是通过函数重载和运算符重载实现的。动态联编支持的多态性称为运行时的多态性，也称动态多态性，它是通过继承和虚函数实现的。 3.2 C#中的类与对象 3.2.1 在C#中定义类 类的声明格式如下： [类修饰符] class 类名 [：基类名] { 类的成员; } 类的修饰符可以是以下几种之一或者是它们的组合（在类的声明中同一修饰符不允许出现多次）： ◆new——新建类，仅允许在嵌套类声明时使用，表明类中隐藏了由基类中继承而来的、与基