C#基础知识复习2:值和引用-接口-类型转换-异常-函数返回值-对象相等-重载-字符串-垃圾回收-集合

本文详细介绍了C#中的值类型与引用类型的区别，包括值类型如何隐式继承自System.ValueType，引用类型如何派生自System.Object。同时，文章深入探讨了接口的概念、意义及其在C#中的应用，如多态性和节省成本、提高效率。此外，还阐述了如何使用接口、类型转换和异常处理，并提供了实用的建议和案例。

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1、值类型引用类型

（1）值类型均隐式派生自System.ValueType

数值类型、bool、结构、枚举

查看IL，隐式继承自ValueType

（2）引用类型派生自System.Object

字符串、数组、类、接口等

查看IL隐式继承自Object

引用类型变量的赋值只复制对对象的引用。

值类型变量赋值会拷贝一个副本。

值类型、引用类型作为参数传递

值传递，刚才讨论的参数传递方式都是值传递。

引用传递，ref,传递的是变量的地址。

2、接口

（1）什么是接口？

接口就是一种规范,协议(*)，约定好遵守某种规范就可以写通用的代码。

定义了一组具有各种功能的方法。（只是一种能力，没有具体实现，像抽象方法一样，“光说不做”）

（2）接口存在的意义：多态。多态的意义：程序可扩展性。最终→节省成本，提高效率。

接口解决了类的多继承的问题

接口解决了类继承以后体积庞大的问题。

接口之间可以实现多继承

（3）案例(继承了一个类，同时实现了其他接口)

鸟-麻雀sparrow[‘spærəu]，鸵鸟ostrich[‘ɔstritʃ]，企鹅penguin[‘pengwin] ，鹦鹉parrot[‘pærət]

鸟能飞,鸵鸟，企鹅不能。。。你怎么办

（4）子类继承抽象类，实现接口

接口中的成员必须不能有实现，接口不能实例化。

接口中的成员不能有访问修饰符，隐式公开public

接口中可以有属性、方法、索引器等（其实都是方法），但不能有字段

接口中的所有成员必须被子类中全部实现,除非子类是抽象类，把接口中的成员标记为抽象的。

（5）显示实现接口（*）

为什么要显示实现接口？

方法重名后的解决办法。

显示实现接口后，只能通过接口来调用。不能通过类对象本身来调用为什么要有“显示实现接口”？

（6）接口的特点总结

a.接口是一种规范。为了多态。

b.接口不能被实例化。

c.接口中的成员不能加“访问修饰符”，接口中的成员访问修饰符为public,不能修改。（默认为public）

d.接口中的成员不能有任何实现（“光说不做”，只是定义了一组未实现的成员）。

e.接口中只能有方法、属性、索引器、事件，不能有“字段”。

f.接口与接口之间可以继承，并且可以多继承。

g.实现接口的子类必须实现该接口的全部成员。

h.一个类可以同时继承一个类并实现多个接口，如果一个子类同时继承了父类A，并实现了接口IA,那么语法上A必须写在IA的前面。class MyClass:A,IA{}，因为类是单继承的。

i.当一个抽象类实现接口的时候，如果不想把接口中的成员实现，可以把该成员实现为abstract。(抽象类也能实现接口，用abstrac标记)

j.“显示实现接口”，只能通过接口变量来调用（因为显示实现接口后成员为private）。

（7）使用接口的建议

a.面向抽象编程，使用抽象(父类、抽象类、接口)不使用具体。

b.“向上转型”

c.在编程时：

接口→抽象类→父类→具体类（在定义方法参数、返回值、声明变量的时候能用抽象就不要用具体。）

能使用接口就不用抽象类，能使用抽象类就不用类，能用父类就不用子类。

避免定义“体积庞大的接口”、“多功能接口”，会造成“接口污染”。只把相关联的一组成员定义到一个接口中（尽量在接口中少定义成员）。单一职责原则应用在了接口上“接口隔离原则”。

定义多个职责单一的接口（小接口）（组合使用）。（印刷术与活字印刷术）

3、类型转换CAST

（1）隐式类型转换

doublenum=10;//sizeof(double)/sizeof(int)

（2）显示类型转换

int n=(int)num;

（3）把学生转换为人是隐式转换，把人转换为学生则是显式转换（强制转换）

Student s = newStudent(); Person p =s;//隐式类型转换

Student stu =(Student)p;//显示类型转换、obj as 类型。

只有在内存存储上存在交集的类型之间才能进行隐式转换。

不能用Cast转换string/int，只能用Convert。Convert.ToInt32/Convert.ToString

（4）将任意类型转换成字符串：

ToString()

（5）将字符串转换成“数值类型”（int、float、double）：

int.Parse(stringstr);、int.TryParse(string str,out int n);//很常用，推荐。

double.Parse(stringstr);、double.TryParse(string str,out double d);

……

Parse()转换失败报异常，TryParse()转换失败不报异常。

（6）再说as与直接类型转换：（*）

if(p isStudent){ Student stu=(Student)p; }

CLR会进行两次类型检查if(检查一次){ //再检查一次 }

通过GetType()，GetType()不允许重写。

Student stu=pas Student;//推荐，效率高于第一种，如果转换失败返回null,而不会报异常。

（7）类型转换Convert

Convert考虑数据意义的转换。Convert是一个加工、改造的过程。

若要进行其它类型的转换可以使用Convert.ToInt32、Convert.ToString等。Convert可以把object类型转换为其它类型

string str= null;
int num= 0;
num = Convert.ToInt32(str);
Console.Write(num +“\r\n”);
num= Int32.Parse(str);
Console.Write(num +“\r\n”);
Int32.TryParse(str, out num);
Console.Write(num +”\r\n”);

当遇到类型转换的时候不知道该怎么转，可以去Convert中找找。

4、异常处理

（1）什么是异常？

程序运行时发生的错误。（错误的出现并不总是程序员人的原因，有时应用程序会因为最终用户或运行代码的环境改变而发生错误。比如：1.连接数据库时数据库服务器停电了；2.操作文件时文件没了、权限不足等；3.计算器用户输入的被除数是0；4.使用对象时对象为null；等等。）

.net为我们把“发现错误(try)”的代码与“处理错误(catch)”的代码分离开来。

（2）异常处理的一般代码模式：

try{ …可能发生异常的代码…}catch{ …对异常的处理… }finally{ …无论是否发生异常、是否捕获异常都会执行的代码… }

try块：可能出问题的代码。当遇到异常时，后续代码不执行。

catch块：对异常的处理。记录日志(log4net)，继续向上抛出等操作。(只有发生了异常，才会执行。)

finally块：代码清理、资源释放等。无论是否发生异常都会执行。

（3）异常处理代码的其他几种形式：

try → 多个catch → 一个finally

try→（1个或多个catch），多个catch的顺序问题。可以没有finally。

try→finally（只能有一个），没有catch也可以。

（4）注意点：

发生异常后，try块中，异常代码后的代码不会执行。

finally块中的代码，无论是否发生异常都会执行。

finally中不能写return语句。

try中有return语句，finally也会执行

即便没有catch(或者没有找到合适的catch块)，finally中的代码也会执行，但finally之后的代码则不会。（见备注1.）

（5）Exception ex异常也是对象,封装了异常发生时的一些信息。

（6）Exception类主要属性：Message、StackTrace、InnerException（*）

（7）扔出自己的异常，扔：throw，抓住：catch

（8）建议：通过逻辑判断(if-else)减少异常发生的可能性！尽量避免使用“异常处理”。

（9）在多级方法嵌套调用的时候，如果发生了异常，则会终止所有相关方法的调用，并且释放相关的资源。

5、函数返回值(函数参数前的修饰符)

（1）params可变参数无论有几个参数，必须出现在参数列表的最后。可以为可变参数直接传递一个对应类型的数组。

（2）ref仅仅是一个地址，引用传递，可以把值传递强制改为引用传递

（3）out让函数可以输出多个值

1.在方法中必须为out参数赋值

2.out参数的变量在传递之前不需要赋值，即使赋值了也不能在方法中使用。（赋值没意义）

（4）ref

参数在传递之前必须赋值

在方法中可以不为ref参数赋值，可以直接使用。

（5）ref应用场景内部对外部的值进行改变，out则是内部为外部变量赋值，out一般用在函数有多个返回值的场所。

6、方法重载

（1）方法名称相同

（2）方法签名不同

方法名

参数类型、个数、（顺序）

参数的修饰符（ref、out、params）

不包含方法返回值。

7、Equals、==、ReferenceEquals方法

（1）为什么字符串的Equals和别的不一样？

string的Equals方法判断的是字符串的内容是否相同（重写了Object中的Equals方法。而object中的Equals方法是判断对象的地址是否相同

（2）查看String类的==运算符，内部调用的也是Equals

（3）判断两个对象是否相同要用：object. object.ReferenceEquals();

8、常用类库String

（1）字符串的一些特性：

a.不可变性（ToUpper演示）

b.字符串暂存池（拘留池）（针对字符串常量）

内部维护一个哈希表key为字符串，value是地址。每次为一个新变量赋值都会找key中是否有，如果有则直接把value中的地址赋值给新变量

演示”abc”与控制台输入的”abc”与”a”+”b”+”c”与三个变量abc相加是否为同一个对象，以此说明只针对常量。

c.字符串留用（Intern,针对变量常量，见备注1）。

对于动态字符串本身在哈希表中没有，通过这种Intern可以添加到该哈希表中，目的为了提高性能。

String.Intern(xx),Intern方法使用暂存池来搜索与str 值相等的字符串。如果存在这样的字符串，则返回暂存池中它的引用。如果不存在，则向暂存池添加对str的引用，然后返回该引用。

String.IsInterned(xx),此方法在暂存池中查找str。如果已经将str放入暂存池中，则返回对此实例的引用；否则返回nullNothingnullptrnull引用

（2）String字符串，字符串可以看成字符数组,不可变特性(通过for循环，修改string中的元素，失败！)。

a.属性

Length //获得字符串中字符的个数。”aA我你他”→5

b.方法

IsNullOrEmpty() 静态方法,判断为null或者为””（静态方法）

ToCharArray() 将string转换为char[], new string(char[])

ToLower() 小写，必须接收返回值。（因为：字符串的不可变);

ToUpper() 大写。

Equals() 比较两个字符串是否相同。忽略大小写的比较，StringComparation.

IndexOf() 如果没有找到对应的数据，返回-1.//面试题：统计一个字符串中，”天安门”出现的次数。

LastIndexOf() 如果没有找到对应的数据，返回-1

Substring() //2个重载，截取字符串。

Split() //分割字符串。

Join() 静态方法

Format () 静态方法

Replace()

9、常用类库StringBuilder

（1）StringBuilder高效的字符串操作

当大量进行字符串操作的时候，比如，很多次的字符串的拼接操作。

String 对象是不可变的。每次使用System.String类中的一个方法时，都要在内存中创建一个新的字符串对象，这就需要为该新对象分配新的空间。在需要对字符串执行重复修改的情况下，与创建新的String对象相关的系统开销可能会非常大。如果要修改字符串而不创建新的对象，则可以使用System.Text. StringBuilder类。例如，当在一个循环中将许多字符串连接在一起时，使用StringBuilder类可以提升性能。

（2）StringBuilder != String//将StringBuilder转换为String.用ToString();

（3）StringBuilder仅仅是拼接字符串的工具，大多数情况下还需要把StringBuilder转换为String.

StringBuilder sb= new StringBuilder();

sb.Append();//追加字符串

sb.ToString();//把StringBuilder转换为字符串。

sb.Insert();

sb.Replace();

10、垃圾回收（*）

（1）垃圾回收的目的：提高内存利用率。

（2）垃圾回收器，只回收托管堆中的内存资源，不回收其他资源（数据库连接、文件句柄、网络端口等）。

（3）什么样的对象才会被回收？

没有变量引用的对象。没有变量引用的对象，表示可以被回收了（null）,断了线的风筝，再也回不来了。