C#知识学习-010（class）

 1.class

类是使用关键字 class声明的，如以下示例所示：

class TestClass
{
    .....
}

1.1 定义​​

类是C#中最基本的类型之一，用于封装数据和行为（方法、属性、事件等）。类支持面向对象编程的四大特性：封装、继承、多态和抽象。（先了解即可，后续会讲）

​​1.2 特点​​

• ​​引用类型​​：存储在堆中，赋值时传递引用（复制内存地址）。

• 举例：

  // 示例
  var book1 = new Book { Title = "C# Basics" };
  var book2 = book1;  // 传递内存地址（非创建新对象）
  
  book2.Title = "Advanced C#";
  Console.WriteLine(book1.Title); // 输出: Advanced C#（修改同一内存地址）
  Console.WriteLine(ReferenceEquals(book1, book2)); // 输出: True（同一对象）
  
  
  public class Book
  {
      public string Title { get; set; }
  }

• ​​可变性​​：默认支持修改属性值（除非标记为readonly）。

• 举例：

  // 示例
  var cart = new ShoppingCart { ItemCount = 3 };
  cart.AddItem();
  cart.ItemCount = 5; // 直接修改属性
  Console.WriteLine(cart.ItemCount); // 输出: 5
  
  public class ShoppingCart
  {
      public int ItemCount { get; set; } // 默认可修改属性
      
      public void AddItem()
      {
          ItemCount++;
      }
  }
  

• ​​相等性​​：默认基于​​引用比较​​（两个变量是否指向同一个内存地址）。

• 举例：

  // 示例
  var point1 = new Coordinate { X = 10, Y = 20 };
  var point2 = new Coordinate { X = 10, Y = 20 };
  
  // 即使属性值相同，也返回False（比较内存地址）
  Console.WriteLine(point1 == point2); // 输出: False 
  
  // 改为指向同一对象
  point2 = point1;
  Console.WriteLine(point1 == point2); // 输出: True
  
  public class Coordinate
  {
      public int X { get; set; }
      public int Y { get; set; }
  }

• 核心用途​​：封装​​数据+行为​​（如方法、事件等），面向对象编程的基石。

• 举例：

  public class Child
  {
      private int age;       // Private field (数据)
      private string name;   // Private field (数据)
  
      // Default constructor (行为 - 构造)
      public Child()
      {
          name = "bo luo";
      }
  
      // Parameterized constructor (行为 - 构造)
      public Child(string name, int age)
      {
          this.name = name; // 'this' refers to the current object
          this.age = age;
      }
  
      // Method (行为 - 操作)
      public void PrintChild()
      {
          Console.WriteLine("{0}, {1} years old.", name, age);
      }
  }

1.3 类和成员的访问修饰符

1.3.1 类本身的访问级别

直接在命名空间中声明的类（而不是嵌套在其他类中）可以是 公共 类，也可以是 内部类。

public class Dog { }      // 公共类 - 任何项目都可访问
internal class Cat { }    // 内部类 - 仅当前项目可见（默认）

1.3.2 类成员的访问级别

类成员（包括嵌套类）可以是 公共、 受保护的内部、 受保护、 内部、 私有或 专用保护。

public class Animal
{
    public string Cat { get; }             // 公共成员
    private int Num;                       // 私有成员
    protected int Count;                   // 受保护成员
    internal string Dog;                   // 内部成员
    protected internal int CatNum;         // 受保护的内部成员
    private protected string dogName;      // 私有保护成员
}

1.3.3 嵌套类

// 外部使用
var bobo = new Animal.Pig();           // public 嵌套类可外部访问

public class Animal
{
    private class Cat { }            // 私有的嵌套类
    protected class Dog { }          // 受保护的嵌套类 
    public class Pig { }             // 公共的嵌套类

    public void Book()
    {
        var mb = new Pig();         // 外部类可访问所有嵌套类
    }
}

1.4 类的继承

核心原则：

• 类只能继承一个父类​​（单一继承）
• 类可以实现多个接口​​（无数量限制）

1.4.1 不继承任何东西

这是个独立类， 没有继承任何类，没有实现任何接口

class ClassA { }

1.4.2 继承一个父类

继承了ClassA，没有实现接口

• 语法要点：冒号后只跟了一个类名

class ClassB : ClassA { }

1.4.3 实现多个接口（无继承）

没有继承类，实现了两个接口(IFace1和IFace2)，（先了解即可，后续会讲接口）

• 语法要点：冒号后跟着接口名，用逗号分隔

class ClassA : IFace1, IFace2 { }

1.4.4  继承父类+实现接口

继承了ClassA，实现了IFace1接口

• 语法要点：​​先写父类名，再写接口名​

class ClassB : ClassA, IFace1 { }

2.record

在 C# 9.0 及更高版本中，record是一种特殊的引用类型，专门设计用于封装​​不可变数据模型​​。它简化了值比较、克隆和模式匹配等操作，特别适合 DTO（数据传输对象）、领域模型和不可变数据结构。

• 分为两种形式：

  • record class：引用类型（可简写为 record）

  • record struct：值类型

举例：

// 引用类型记录
public record Person
{
    public required string FirstName { get; init; } // 只读
    public required string LastName { get; init; }
}

// 值类型记录
public record struct Point
{
    public double X { get; init; } // 只读
    public double Y { get; init; }
}

两者的区别:

// RECORD CLASS (引用类型)
public record RPerson(string Name, int Age);

// RECORD STRUCT (值类型)
public record struct SPerson(string Name, int Age);

// 测试
var rc = new RPerson("Alice", 30);
// rc.Name = "Bob"; // 错误！Name 是只读的

var rs = new SPerson("Alice", 30);
rs.Name = "Bob"; // 有效！可以修改

var rc1 = new RPerson("Alice", 30);
var rc2 = rc1; // 传递引用（指向同一对象）

var rs1 = new SPerson("Alice", 30);
var rs2 = rs1; // 传递值（复制整个对象）

rs1.Name = "Bob";
Console.WriteLine(rc1 == rc2); // true（同一引用）
Console.WriteLine(rs1 == rs2); // false（内容不同）

2.1 值语义的相等性

public record Person(string Name, int Age);

var person1 = new Person("bo luo", 1);
var person2 = new Person("bo luo", 1);

Console.WriteLine(person1 == person2); // 输出 True

• ​​自动实现值比较​​：比较所有属性值（而非引用地址）。

• 自动重写 Equals()、GetHashCode()和 ==/!=运算符。

2.2 非破坏性修改（with表达式）

var person3 = person1 with { Age = 2 };
Console.WriteLine(person3); // 输出 Person { Name = bo luo, Age = 2 }

2.3 不可变性

public record Person
{
    public string Name { get; init; } // init 只能在构造时设置
    public int Age { get; init; }     // 后续不能修改
    
    public Person(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }
}

var person = new Person("Alice", 30);
// person.Age = 31; // 错误：init-only 属性无法修改

2.3 继承

📌 核心规则：记录只能继承记录

public record Animal(string Name);          // 基记录
public record Dog(string Name) : Animal;     // 继承 ✅
public record Cat(string Name) : Animal;     // 继承 ✅

// 以下均无效
public record Bird : Animal;               // ❌ 必须提供基类的参数
public class Human : Animal {}             // ❌ 类不能继承记录
public record Fish : object {}              // ❌ 记录不能继承类

补充：​​派生记录必须满足基记录的构造要求​​：

编译器要求派生记录Bird必须：

• 在自己的位置参数列表中​​包含基类的所有参数​​

• 在继承声明中​​将参数传递给基类构造函数​

3.对比

特性	class	record
​​类型​​	引用类型（堆分配）	默认为引用类型(record class) 也可定义为值类型(record struct)
​​可变性​​	默认可变	默认不可变（init-only属性）
​​相等性​​	默认比较引用（内存地址）	默认比较值（所有属性内容）
​​克隆/修改​​	需手动实现	内置with表达式
​​继承​​	支持类的继承	只支持记录的继承
​用途​​	封装数据+行为	不可变数据模型（如DTO、值对象）

学到了这里，咱俩真棒，记得按时吃饭（周五快乐噢！可以加餐~）

【本篇结束，新的知识会不定时补充】

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