深入.NET框架和C#编程(一)_深入c#框架-优快云博客

本文深入解析了.NET框架的结构，包括公共语言运行时（CLR）和框架类库（FCL）的细节，以及C#中的面向对象编程概念。涵盖了数据类型、集合、类的方法、继承和多态等核心主题。

深入.NET框架和C#编程

一.深入.NET框架

1.1NET框架的体系结构

NET框架结构：

.NET框架运行在操作系统之上，是.NET最基础的框架，主要包含公共语言运行时（CLR）和框架类库（FCL）。

(1)公共语言运行时（CLR）：

它是所有.NET应用程序运行时的环境，是所有.NET应用程序都要使用的编程基础，它如同一个支持.NET应用程序运行和开发的虚拟机。

MSIL:俗称中间语言，可被平台（操作系统）识别，从而进行编译

CLR包含两个组成部分：

CLS（公共语言规范）
CTS（通用类型系统）

CLS：编程语言区别不仅在于类型，语法或者语言规范都有很大的区别，CLS限制了不同点引发的互操性问题。

CTS：用来解决不同语言数据类型的不同的问题；

(2)框架类库（FCL）

就是指平常要引用的那些命名空间，.NET框架提供了非常丰富实用的类库。

1.2.面向对象回顾

1.2.1类和对象

类和对象有着本质的区别，类定义了一组概念的模型（抽象的），而对象是真正的实体。

①由对象归纳为类，是归纳对象共性的过程。

②在类的基础上，将状态和行为实体化为对象的过程称为实例化。

属性：

只写属性：只包含set访问器
只读属性：只包含get访问器
读写属性：同时包含set访问器和get访问器

private  int _id;
public int ID
{
    get {return_id;}
	set {_id=value;}
}

1.2.2封装

封装：使内部结构私有化

封装的魅力：

保证数据的安全性
提供清晰的对外接口
类内部实现可以任意修改，不影响其他类

将字段封装为属性是封装的一种方式，类的私有方法也是一种封装。

1.2.3类图

在软件开发中，软件的规模一般都很大，一行行阅读是非常困难的，在面向对象编程中，我们经常使用类图来解决这个问题。类图将类的属性和行为以图的行为展示出来，使读者不用阅读大量的代码就可以知道类的功能及类之间的关系。

私有成员： “-”,公有成员：“+”；也有私有成员在右下角有“锁”标志

类图是表示类的结构及类与类之间关系的图表。

二.深入C#数据类型

1.值类型和引用类型

1.值类型

值类型源于System.ValueType命名空间，值类型数据所在的区域称为 “栈”，只要修改它，就会在它的内存区域内保存这个值，值类型主要包括的基本数据类型：

int, long, float, double, char, bool, bool,enum, struct

2.引用类型

引用类型源于System.Object命名空间，在C#中引用类型主要包括 :

类（Class）,数组，集合，接口

2.1 结构

1，结构的语法：

访问修饰符  struct  结构名
{
      //结构体
}

2，结构的定义有以下的特点：

结构中可以有字段，也可以有方法；
定义时，结构中的字段不能被赋初始值；

3，在使用结构时要注意以下几个方面：

可以不用new，直接定义结构的对象即可；
声明结构后，必须给结构的成员赋初值；

1.1装箱和拆箱

我们说数据类型按照储存方式可以分为值类型和引用类型，两者可以互相转换。

装箱：将值类型转换为引用类型的过程叫装箱。
拆箱：将引用类型转换为值类型叫拆箱。

static void Main(string [] args)

{

  int i=123; 
//装箱
object o=i;  
//拆箱
int j=(int)o;  

}

2.参数传递

值传递：在方法中对参数值的更改在调用后不能保留；
引用传递：地址不变，可以保留对参数值的更改
使用ref传递：可以保留对参数值的更改；

总结：

使用值方式（不用ref修饰）传递值类型参数时，参数在方法中的修改不会保留；
使用值方式（不用ref修饰）传递引用类型参数时，参数在方法中的修改会保留；
使用引用方式（用ref修饰）传递值类型或引用类型参数时，参数在方法中的修改都会保留；

三.使用集合组织相关数据

1.非泛型

1.1.ArrayList

ArrayList非常类似于数组，也有人称它为数组列表，ArrayList可以动态维护，一般数组的长度都是固定的，而ArrayList的容量可以根据需要自动扩充，它的索引会根据程序的扩展而重新分配调整.

ArrayList类属于System.Collections命名空间，这个命名空间包含接口和类；

ArrayList常用的方法和属性：

	属性名称	说明
	Count	获取ArrayList中实际包含的元素数
返回值类型	方法名称	说明
int	Add(Object value)	将对象添加到ArrayList的结尾处
void	RemoveAt(int index)	移除ArrayList指定的索引元素
void	Remove(Object value)	从ArrayList中移除特定元素
void	Clear()	移除所有元素

遍历ArrayList中的元素

ArrayList array = new ArrayList();

foreach(Object item in array)
{
    Console.WirteLine(item);
}

1.2.Hashtable

C#提供了一种称为Hashtable的数据结构，通常称为哈希表，Hashtable的结构是通过键（Key）和值（Value）来组织的

Hashtable也属于System.Collections命名空间，它的每一个元素都是一个键/值对；

Hashtable的常用属性和方法：

	属性名称	说明
	Count	获取包含Hashtable中键/值对的数目
	Keys	获取包含在Hashtable中键的集合
	Values	获取包含在Hashtable中值的集合
返回值类型	方法名称	说明
void	Add(Object key,Object value)	带有指定键和值的元素添加到Hashtable
void	Remove(Object key)	从Hashtable中移除带有特定键的元素
void	Clear()	从Hashtable中移除所有元素

遍历Hashtable中的元素

Hashtable<K,V> array = new Hashtable<K,V>();
//遍历所有的key
foreach(Object item in array.Keys)

{
	Console.WirteLine(item);
}
//遍历所有的Value
foreach(Object item in array.Values)

{
	Console.WirteLine(item);
}

3.泛型和泛型集合

泛型引入了一个概念：类型参数。通过使用类型参数（T），减少了运行时强制转换或装箱操作的风险，比较经典的泛型集合是List和Dictionary<K,V>。

3.1. List<>

List<T> 对象名=new List<T>();

""中的T可以对集合中的元素类型进行约束，T表明集合中管理的元素类型；

List的使用方法和ArrayList类似，只是List无须类型转换；

List与ArrayList的区别：

	List	ArrayList
不同点	对所保存元素进行类型约束	可以增加任何类型
	添加/读取值类型元素无须拆箱和装箱	添加/读取值类型元素需要拆箱和装箱
相同点	通过索引访问集合中的元素
	添加元素方法相同
	删除元素方法相同

3.2.Dictionary<K,V>

Dictionary<K,V> 对象名=new Dictionary<K,V>();

说明：<K,V>中K表示集合中Key的类型，V表示Value的类型

例如：

Dictionary<string,SE> eng=new Dictionary<string,SE>();

eng集合的Key类型是string型，Value是SE类型；

Dictionary<K,V>和Hashtable的对比：

	Dictionary<K,V>	Hashtable
不同点	对保存元素进行类型约束	可以增加任何类型
	添加/读取值类型元素无须拆箱和装箱	添加/读取值类型元素需要拆箱和装箱
相同点	通过Key获取Value
	添加元素方法相同
	删除元素方法相同
	遍历方法相同

3.泛型类

使用泛型类，可以封装不是特定于具体数据类型的操作。定义泛型类的过程，与定义一个类相似，不同之处在于，尖括号里定义了类型参数；

public class 类名<T>
{
	//.....
}

T指类型参数，代表具体的数据类型，可以是类类型，也可以是基本数据类型。

泛型有以下优点：

性能高
类型安全
实现代码的重用
可以选择自己想用的数据类型

四.深入类的方法

1.构造函数

构造函数的用处：

用于new对象。兼职：用于给成员变量赋值

构造函数具有以下特点：

方法名和类名相同
没有返回值类型

1.1无参构造函数

在默认的情况下，系统会给类分配一个隐式无参构造函数，并且没有方法体；

访问修饰符 类名（）
{
	//方法体
}

也可以自定义无参构造函数（显式）；

1.2带参构造函数（显式）

一般来讲，给方法设置参数可以调整方法的行为，使方法多样化。同样，构造函数也可以接收参数，用这些参数给属性赋值。语法如下：

访问修饰符  类名（参数列表）
{
	//方法体
}

在调用带参函数时需要注意的几点：

参数的个数要对应
参数的数据类型要一一对应；

2.方法重载(多态)

在面向对象的语言中，允许我们在同一个类中定义多个方法名相同，参数列表（参数个数，参数类型）不同的方法，称为方法重载；

方法重载的特点：

在同一个类中；
方法名相同；
方法参数类型不同或者参数个数不同；

class PM
{  
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine(" ");
    }
    
    public void Show(string name)
    {
        Console.WriteLine("名字是：{0}"+name)
    }
}

3，对象交互

在面向对象的世界里，一切皆为对象，对象与对象相互独立，但在一定外力的作用下，对象开始共同努力；

每个类都有自己的特性和功能，我们把它封装为属性和方法。对象之间通过属性和方法进行交互，可以认为方法的参数及方法的返回值都是对象间相互传递的信息。

六，初识继承和多态

1.继承的概述

1.1什么是继承

简单来说，继承就是子承父

生活中最简单的继承关系：

汽车（父类，基类）

卡车和公共汽车（子类，派生类）

1.2base关键字和protected修饰符

1.2.1base关键字

在子类中使用，可以调用父类的属性，还可以用base关键字调用父类的方法及父类的构造函数。

public class Employee
{
	public string Name{get; set;}
}
public class PM:Employee
{
	Console.WriteLine("名字是",base.Name)
}

1.2.2访问修饰符的限制：

修饰符	类内部	子类	其他类
public	可以	可以	可以
private	可以	不可以	不可以
protected	可以	可以	不可以

小结：子类可以调用父类的所有非private成员

1.3继承中构造函数

注意：每一个子类的构造函数一定会调用父类的构造函数

没有明确指明，或使用:base()则调用父类的无参构造函数
若使用:base(实参)，则明确指明父类中的某个构造函数（根据参数个数以及类型）

2.继承的使用

2.1 继承的特性

注意：当类被sealed修饰时，该类为密封类，不允许被继承

2.1.1.继承的传递性：

正如人类有爸爸，也有爷爷

汽车有子类卡车，而卡车又可以有子类小型卡车，大型卡车

可以说汽车也是小型卡车，大型卡车的父类

此所谓继承的传递性

2.1.2继承的单根性：

假设某个人既有程序员的天赋，又有音乐家的气质，但是在C#中是不能明确规定的，一个子类不能提示继承多个类。

2.2 is a 的应用

if(emp is SE)
{
	Console.WriteLine(((SE)emp).Sahi());
}
if(emp is PM)
{
	Console.WriteLine(((PM)emp).Sahi());
}

在上列代码中使用 is 关键字，这个关键字用来判断对象是否属于给定的类型，如果属于则返回true，否则返回false；

2.3继承的价值

①继承模拟了现实世界的关系，OOP中强调一切皆为对象，这符合我们面向对象编程的思考方向。

②继承实现了代码的重用，合理的使用继承，会使代码更加简洁。

③继承使得程序结构清晰，子类和父类的层次结构清晰。

3.继承的优点

提高代码的重用性
形似父类，异于父类，保持个性

4.继承的缺点

继承编程侵入式
增加耦合

3.多态

3.1 虚方法

我们可以在父类和子类中定义如下的方法：

public virtual string Sayi()  //在父类中使用关键字virtual
{
	//省略方法体
}
public override string Sayi()  //在子类使用时是有关键字override
{
	//省略方法体
}

像这种virtual关键字修饰的方法，称为虚方法，虚方法有方法体，语法如下：

访问修饰符 virtual 返回值类型 方法名()//父类
{
	//方法体
}
访问修饰符 override 返回值类型 方法名()//子类
{
	//方法体
}

父类中定义的虚方法并非必须被子类重写，在父类中可以给出虚方法的默认实现。如果子类不重写父类的虚方法，依然执行父类的默认实现，如果子类重写了父类的虚方法，执行子类重写后的方法。

虚方法的特点

前提：两个类有继承关系

不同类
相同的方法名
相同的参数（个数，类型）
子类可以不重写父类方法

子类调用父类：

根据方法名与参数调用，而不根据访问修饰符和返回值类型

七，深入理解多态

1.里氏替换和多态应用

1.1 里氏替换概述

子类对象可以赋给父类对象，也可以说子类可以替换父类，并且出现在父类能够出现的地方，且程序的行为不会发生变化，但是反过来，父类对象是不能够替换子类对象的，这种特性被称为：“里氏替换原则”；

“里氏替换原则”：是软件设计应该遵守的重要原则之一，有了里氏替换原则，才使继承复用成为可能。

小结：引用父类的地方，都可以透明的使用子类对象

1.2 is 和 as操作符的使用

is操作符用于检查对象和指定的类型是否兼容，而as操作符用于对象之间的类型转换：

if(emp[i] is SE)
{
	PM pm=emp[i] as PM;
}

先用 is 关键字判断员工类，再用 as 关键字将此员工对象转换为对应的的类。

里氏替换原则提出子类对象可以替换父类对象，在编写时以父类类型作为形式参数的方法，在实际调用时传入子类对象。

2.抽象类和抽象方法

2.1为什么使用抽象类和抽象方法

抽象方法是一个没有实现的方法，通过在定义方法时增加关键字 abstract 可以声明抽象方法，其语法如下：

访问修饰符  abstract 返回类型 方法名();

注意：抽象方法没有闭合的大括号，而是直接跟一个分号 “：”也就是说，它没有包括方法执行逻辑的方法体。

1.含有抽象方法的类必然是抽象类，同样，我们用关键字 abstract 来定义一个抽象类，语法如下：

访问修饰符 abstract class 类名{}

2.2 抽象类和抽象方法的应用

1.如何实现抽象方法

从一个抽象父类派生一个子类时，子类将继承父类的所有特征，包括它未实现的抽象方法。抽象方法必须在子类中实现，除非它的子类也是抽象类，与子类重写父类的虚方法一样，在子类中也是使用 “override”关键字来重写抽象方法。

访问修饰符 override 返回类型 方法名();

举例一个示例：

public abstract class SE
{
	public abstract void Run(); //抽象方法不能有方法体
}

public void PM:SE
{
	public override void Run(){}  //继承SE的Run方法
}

2.3抽象方法的特点：

在不同的类中
有相同的方法名
相同的参数
没有方法体
抽象方法只能位于抽象类中
父类里面的抽象方法子类必须实现，用关键字 override（除非子类也是抽象类）

2.4抽象类特点

不能new对象
不能用sealed和static修饰
可以有抽象方法，也可以有普通方法