面向对象基础

面向对象基础

注意：以下都是c#语言中面向对象的知识。其他面向对象的编程语言其实大差不差。

一、类与实例

• 什么是面向对象编程

  面向对象编程，英文叫Object-Oriented Programming，其实就是针对对象来进行编程的意思。

• 什么是对象

  通俗理解：一切事物皆为对象，对象就是可以看到、听到、感觉到、触摸到、闻到或尝到的东西。

  准确的说：对象是一个自包含的实体，用一组可识别的特性和行为来标识。

• 什么是类

  类就是具有相同的属性和功能的对象的抽象的集合。

• 什么是实例

  实例就是一个真实的对象。比如我们都是‘人’，而世界上的任何一个人都算是‘人’类的实例了。

• 什么是实例化

  实例化就是创建对象的过程，在C#中使用new关键字来创建。

二、构造方法

• 定义

  构造方法，又叫构造函数，其作用就是对类进行初始化。构造方法与类同名，无返回值，也不需要void关键字，在用new关键字创建对象的时候自动调用。

• 用法

  所有类都有构造方法，如果不编码则系统默认生成空的构造方法，若编码时定义了构造方法，那么默认的构造方法就会失效了。

三、方法重载

• 定义

  方法重载提供了创建多个同名方法的能力，但这些方法需要使用不同的参数个数或类型。

• 用法

  方法重载可在不改变原方法名的情况下，新增功能。在方法重载时，重载的方法必须要方法名相同，且参数类型或个数有所不同。

四、属性与修饰符

• 属性的定义

  属性是一个方法或一对方法，但在调用它的代码看来，它是一个字段，即属性适合于以字段的方式使用方法调用的场合。

  字段：字段是存储类要满足其设计需要的数据，字段是与类相关的变量。

• 属性的用法

  属性有两个方法get和set，get访问器返回与声明的属性相同的数据类型，表示的意思是调用时可以得到内部字段的值或引用；set访问器没有显式设置参数，但他有一个隐式参数，用关键字value表示，它的作用是调用属性时可以给内部的字段或引用赋值。

• 修饰符

  1、public：俗称公有的，表示它所修饰的类成员可以允许其他任何类来访问。

  2、private：俗称私有的，表示它所修饰的类成员只允许同一个类访问，其他类包括它的子类都无法访问。

  3、protected：俗称受保护的，表示他所修饰的类成员可被子类访问。

五、面向对象三大特性

一、封装

​ 每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息，因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。

• 封装的好处

  1、良好的封装能够减少耦合。

  2、类内部的实现可以自由地修改。

  3、类具有清晰地对外接口。

二、继承

​ 继承定义了类如何相互关联，共享特性。继承的工作方式是定义父类和子类（又叫作基类和派生类），其中子类继承父类的所有特性。子类不但继承了父类的所有特性，还可以定义新的特性。

对象的继承代表了一种‘is-a’的关系，如果两个对象A和B，可以描述为‘B是A’，则表明B可以继承A。

继承者可以理解为是对被继承者的特殊化，因为他除了具备被继承者的特性外，还具备自己独特有的特性。

‘is-a‘的关系：xxx是xxx。例如：猫是动物、小汽车是交通工具……

• 继承的作用

  1、子类拥有父类非private的属性和功能。

  2、子类具有自己的属性和功能，即子类可以扩展父类没有的属性和功能。

  3、子类可以以自己的方式实现父类的功能（方法重写）。

• 注意

  子类从它的父类中继承的成员有方法、域、属性、事件、索引指示器，但对于构造方法，有一些特殊，它不能被继承，只能被调用。对于调用父类的成员，可以用base关键字。

• 继承的好处

  1、继承使得所有子类公有的部分都放在了父类，使得代码得到了共享，避免了重复。

  2、继承使得修改或扩展继承而来的实现都较为容易。

• 慎用继承

  1、父类变，子类也会跟着变。

  2、继承会破坏封装，父类实现细节暴露给子类。

  3、继承是一种类与类之间强耦合的关系。

  4、使用场合，当两个类之间具备‘is-a’的关系时可以考虑使用继承。

三、多态

​ 多态表示不同的对象可以执行相同的动作，但是要通过它们自己的实现代码来执行。

• 通俗理解

  1、子类以父类的身份出现。

  2、子类在工作时以自己的方式来实现。

  3、子类以父类的身份出现时，子类特有的属性和方法无法使用。

• C#中的一些概念

  1、为了使子类的实例完全接替来自父类的类成员，父类必须将该成员声明为虚拟的。通过在该成员的返回类前面添加virtual关键字来实现。

  2、子类可以选择使用override关键字将父类实现替换为自己的实现，这就是方法重写。

• 原理

  当方法被调用时，无论对象是否被转换为其父类，都只有位于对象继承链最末端的方法实现会被调用。也就是说，虚方法是按照其运行时类型而非编译时类型进行动态绑定调用的。

• 例子

  情景：有3个类分别是MainView、PrepareView、BaseView。关系如下类图：

​ 部分代码如下：

class BaseView {
    private string tag; // 私有变量
    protected string name; // 受保护变量
    
    public BaseView(string name) { // 构造方法
        this.name = name;
    }
    public virtual void OnKeyBoardEsc() {} // 监听按键ESC点击虚方法
    public virtual void OnKeyBoardEnter() {}
    public virtual void OnKeyBoardSpace() {}
}

class MainView : BaseView {
    public string popStr; // 共有变量
    
    public MainView(string name) : base(name){}
    public override void OnKeyBoardEsc() {
        // 具体的实现
    }
    public override void OnKeyBoardEnter() {
        // 具体的实现
    }
    public override void OnKeyBoardSpace() {
        // 具体的实现
    }
}

class PrepareView : BaseView {
    private int zIndex; // 私有变量
    
    public PrepareView(string name) : base(name){}
    public override void OnKeyBoardEsc() {
        // 具体的实现
    }
    public override void OnKeyBoardEnter() {
        // 具体的实现
    }
    public override void OnKeyBoardSpace() {
        // 具体的实现
    }
}

​ 使用情景：

private BaseView[] arrayView;

arrayView = new BaseView[2];
arrayView[0] = new MainView("MainView");
arrayView[1] = new PrepareView("PrepareView");

foreach(BaseView item in arrayView) {
    item.onKeyBoardEsc();
    item.onKeyBoardEnter();
    item.onKeyBoardSpace();
}

六、抽象类

• 定义

  C#允许把类和方法声明为abstract，即抽象类和抽象方法

  1、抽象类不能实例化。

  2、抽象方法必须被子类所重写。

  3、如果类中包含抽象方法，那么类就必须定义为抽象类，不论是否还包含其他一般方法。

• 使用

  • 在定义一个类时，class关键字前加上abstract关键字表明这个类是抽象类。

  • 在方法返回值类型前面加上abstract关键字表明此方法是抽象方法。抽象方法没有方法体，直接在括号后面加上“；”。

  • 在设计一个抽象类时应该考虑让抽象类拥有尽可能多的共同代码，拥有尽可能少的数据。

  • 抽象类通常代表一个抽象概念，它提供一个继承的出发点，当设计一个新的抽象类时，一定是用来继承的，所以，在一个以继承关系形成的等级结构里面，树叶节点应当是具体类，而树枝节点均应当是抽象类。

七、接口

• 定义

  接口就是把隐式公共方法和属性组合起来，以封装特定功能的一个集合。

• 使用

  1、一旦类实现了接口，类就可以支持接口所指定的所有属性和成员。声明接口在语法上与声明抽象类完全相同，但不允许提供接口中任何成员的执行方式。所以，接口不能实例化、不能有构造方法和字段、不能有修饰符、不能声明虚拟的或静态的成员，还有实现接口的类就必须要实现接口中的所有方法和属性。

  2、一个类可以支持多个接口。

  3、接口用Interface关键字声明；接口命名规范：前面要加大写字母I，这是一个命名规范。接口中的方法或属性前面不能有修饰符、方法没有方法体。

一、抽象类与接口的比较

​ 从形态上来区分：

• 抽象类可以给出一些成员的实现，接口却不包含成员的实现；

• 抽象类的抽象成员可被子类部分实现，接口的成员需要实现类完全实现；

• 一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。

  另外三点：

  1、类是对对象的抽象；抽象类是对类的抽象；接口是对行为的抽象。

  2、如果行为跨越不同类的对象，可使用接口；对于一些相似的类对象，用继承抽象类。

  3、从设计角度讲，抽象类是从子类中发现了公共的东西，泛化出父类，然后子类继承父类，而接口是根本不知道子类的存在，方法如何实现还不确定，预先定义。

  其实，实现接口和继承抽象类并不冲突。

八、泛型

• 定义

  泛型是具有占位符（类型参数）的类、结构体、接口和方法，这些占位符是类、结构体、接口和方法所存储或使用的一个或多个类型的占位符。泛型集合类可以将类型参数作用于它所存储的对象的类型的占位符；类型参数作为其字段的类型和其方法的参数类型出现。

• 使用

  通常情况下，都建议使用泛型集合，因为这样可以获得类型安全的直接优点而不需要从基集合类型派生并实现类型特定的成员。此外，如果集合元素为值类型，泛型集合类型的性能通常优于对应的非泛型集合类型（并优于从非泛型基集合类型派生的类型），因为使用泛型时不必对元素进行“装箱“。

九、委托与事件

• 定义

  委托是对函数的封装，可以当作给方法的特征指定一个名称。而事件则是委托的一种特殊形式，当发生有意义的事情时，事件对象处理通知过程。

• 使用

  委托是一种引用方法的类型。一旦为委托分配了方法，委托将与该方法具有完全相同的行为。委托对象用关键字delegate来声明。

  在发生其他类或对象关注的事情时，类或对象可通过事件通知他们。事件对象用event关键字声明。