第六章 面向对象程序设计基础

本章内容 6.1 类和对象的基本特性 6.2 类的建立和实例化 6.3 继承和派生 6.4 综合应用 6.5 自主学习—重载与重写

面向过程 面向对象 面向对象 将现实世界的事物抽象成对象，现实世界中的关系抽象成类、继承，帮助人们实现对现实世界的抽象与数字建模。 用“对象”的思想方法来分析和设计程序。 分析解决问题所需步骤 用函数实现步骤 使用时按顺序依次调用函数 例如： 汽车启动； 汽车到站； 什么是对象

对象 颜色 型号 出厂日期 开机 切换频道 关机 生活中的“对象”就是东西，任何东西都可以看成 是对象 把一个东西看成对象，可以孤立地观察它的性质、 行为，进而研究它与其他对象的关系。 颜色 型号 出厂日期 开机 切换频道 关机

对象 处理文件 在程序中使用对象的概念 程序看成是很多对象相互作用 的结果。 播放声音 显示文件

类 类是对象的“蓝图”。 类规定了对象的特征。 对象是根据“蓝图”生产出的产品。 从同一个类产生出的对象具有相同的结构和规格， 却在某些特性上有其不同之处。 总之，类是现实生活中一类具有共同特征的事物的 抽象。 类是对象的模板，对象是类的实例。 实例化 月饼模型（类） 月饼（对象）

面向对象的特点—封装 遥控器控制电视，只 需按下按钮就能切换 频道 不需要知道电视如何 接收信号和搜索频道 使用者把电视看成一 个对象，如同一个 “黑盒子”，只需要 知道如何操作它即可。

将数据、属性、事件和方法集合在一个类中。 笔记本电脑的封装性： 封装了CPU、内存、硬盘、网卡、声卡等 提供了USB接口、网卡接口、音频接口等 面向对象程序设计的封装性： 将数据、属性、事件和方法集合在一个类中。 数据 属性 事件 方法

如：“TextBox”类 } 类的定义 对象的声明 TextBox textBox1; Class TextBox { …… } 类的定义 对象的声明 TextBox textBox1; 对象实例化 textBox1 = new TextBox(); 对象属性设置 调用方法 textBox1.focus(); 响应事件 textBox1.Name = "textBox1"; textBox1.Text = "我是No.1"; void textBox1_KeyPress(……) { …… }

面向对象的特点—继承 基类（父类）派生类（子类） 电视机不断发展 黑白彩色高清 但声音、图像的功能一 直延续下来 后一代“继承”前一代 的功能并有所发展 旧电视派生出新电视 新电视继承了旧电视 派生 继承 继承 派生 基类（父类）派生类（子类）

继承性示例： 继承 派生 CSCircle： 继承了CSPoint所有成员 新增了数据成员r 方法Set

（续） 我的对外“接口”稳定 旧款录像机与旧款电视机相连 旧款录像机也可与新款电视机相连 电视的音频/视频输入输出接口基本不变 对象的对外接口稳定 对象在各自发展的同时， 还可以进行交互。 我的对外“接口”稳定

面向对象的特点—多态 同一操作作用于不同的类的对象，将产生不同的执 行结果，即不同类的对象收到相同的消息时，得到 不同的结果。 汪 喵

多态（2） 开始讲课 开始听课

默认(省略)时,为internal，只能在当前项目中使用；若为public则可在其他项目中使用 6.2类的定义 class 类名 [:基类] { 数据成员的说明 属性的定义 方法的定义 事件的定义 } 默认(省略)时,为internal，只能在当前项目中使用；若为public则可在其他项目中使用

在哪里定义类？（1） 放在命名空间（顶级类） 创建类文件（顶级类）

在哪里定义类？（2） 在类Program中定义（嵌套类）

“轿车”类的数据成员 颜色 排量 类型 字段名称 数据成员（字段）：在类中存储信息的成员 class Car { Private string color; Private float displacement; Private Datetime releasedate; } 排量 出厂日期 类型 访问修饰符 字段名称

成员的访问修饰符 成员声明的可选部分 指明程序的其他部分如何访问成员 手机 private protected internal 访 问 权 限 private 私有的，只能在其声明的类中可以访问，不能在类之外访问。 protected 保护的，只能在其声明的类及其派生类中可以访问。 internal 仅限于此程序（exe或dll） protected internal protected或internal，仅限于此程序或派生类中 public 公共的，访问不受限制。 公用电话

“轿车”类的方法 动作：行驶 返回值类型 形式参数列表 访问修饰符 方法名 设计“方法”用于表达对象的动作。 Class Car { …… public void Run() Console.WriteLine(“Running now.”); } 返回值类型 形式参数列表 访问修饰符 方法名

6.2.2 方法 方法实例1：mymove() 方法实例2：printa()

调用方法所需的参数及每个参数的数据类型 返回结果的数据类型 [访问修饰符] 返回值类型 方法名([形式参数列表]) { 方法体 } 方法体中使用return语句返回函数值： return 表达式; 或 return(表达式); 或 return;//可在无返回值时使用 无返回值，返回值类型为void，可省略return语句； 有返回值，返回值类型不为void，方法中必须有return语句

参数与返回值 参数1 返回值 方法 参数2

形式参数（形参） 形参列表位于方法名后的括号内，指明调用该方法所 需参数及每个参数的数据类型 多个参数间用逗号分隔 无参数时，括号不能省略 public void Run(string road) { Console.WriteLine(“我在”+road+”上行驶”); }

Public double sin(double x） 形参 方法的调用 Public double sin(double x） { sx=…x.. ； return sx； } static void Main(string[] args) { y=sin(3.14/2)； Console.Write (“结果为”+y); } 调用指定对象的方法： 对象.方法名([实在参数表]) 方法调用时： 按照实在参数（实参）的顺序，依次将实参传递给 对应的形参，二者的数据类型保持一致 执行方法中的语句， 在遇到return语句时，或者执行完所有语句后，返 回调用此方法的程序代码段，同时返回一个值。 实参

例 方法的调用 形参 实参 class Myclass { public int Sum(int x, int y) return x + y; } public float Avg(float input1, float input2) return (input1 + input2) / 2.0F; static void Main(string[] args) { Myclass myC = new Myclass(); int z = 8; Console.WriteLine("Sum:{0} and {1} is {2}", 4, z, myC.Sum(4, z)); Console.WriteLine("Avg:{0} and {1} is {2}",4,z,myC .Avg (4,z)); }

例6.4 方法的调用 static void Main(string[] args) { CSPoint1 p1 = new CSPoint1(); CSPoint1 p2 = new CSPoint1(); p1.SetValue(0, 0); p2.SetValue(1, 1); double s = p1.Distance(p2); Console.WriteLine(s); Console.ReadKey(); } 例6.4 方法的调用 class CSPoint1 { private double x; private double y; public void SetValue(int a, int b) x = a; y = b; } public double Distance(CSPoint1 p) double s = Math.Sqrt((x - p.x) * (x - p.x) + (y - p.y) * (x - p.y)); return s;

public void Run(string road) 参数传递 road “S20高速” 调用方法时（通过参数）将数据传递给被调用方法 值形参：参数声明时无修饰符 引用形参：用ref修饰符说明 输出形参：用out修饰符说明 形参数组：用params修饰符说明 public void Run(string road) car1.Run(“S20高速”);

值形参 无修饰符 按值传递过程中，实参和形参各自占用不同的内存空 间 只把实参的值复制给对应的形参 执行期间，形参的值改变对实参无任何影响 例6.5

class Test { public static void swap(int x, int y) int temp; temp = x; x = y; y = temp; } 例6.5 开始调用时： 3 k x 4 l y static void Main(string[] args) { int k = 3; int l = 4; Test.swap(k, l); Console.WriteLine("k = {0},l = {1}", k, l); Console.Read(); } 3 4 k x l y 结束调用时：

引用形参 ref修饰符 值传递时，实参与形参使用的是相同的内存单元 在执行期间，若形参的值发生变化，实参的值也 会发生相同的变化 引用形参实质上是对应实参的别名，他们相当于 同一个变量或对象 当形参是引用形参时，定义和调用时都必须使用 ref关键字。 例6.6

例6.6 k x y l k x y l class Test { int temp; temp = x; x = y; y = temp; public static void swap(ref int x, ref int y) int temp; temp = x; x = y; y = temp; } 例6.6 开始调用时： k x 3 y l 4 static void Main(string[] args) { int k = 3; int l = 4; Test.swap(ref k, ref l); Console.WriteLine("k = {0},l = {1}", k, l); Console.Read(); } 结束调用时： k x 4 y l 3

输出形参 m=7，n=-1 out修饰符 主要用于将数据从被调用函数传递到调用函数。 定义和调用时都必须使用out关键字。 class Test { public static void arith(int x, int y, out int sum, out int difference) sum = x + y; difference = x - y; } 输出形参 out修饰符 主要用于将数据从被调用函数传递到调用函数。 定义和调用时都必须使用out关键字。 m=7，n=-1 static void Main(string[] args) { int k = 3, l = 4; int m, n; Test.arith(k, l, out m, out n); Console.WriteLine("m = {0},n = {1}", m, n); Console.Read(); }

学生类属性例6.9 属性的定义格式 访问修饰符同数据成员的5种修饰符 根据get和set访问器是否存在，属性分为： get访问器：定义属性的读操作！相当于一个具有返回值的无参数方法，需要有return语句返回属性值 属性的定义格式 访问修饰符同数据成员的5种修饰符 根据get和set访问器是否存在，属性分为： [访问修饰符] 类型 属性名 { [ get{get访问器体}] [ set{set访问器体}] } set访问器：定义属性的写操作！相当于一个只有一个参数并且返回值为void类型的方法 读写属性：包含get和set访问器的属性 只读属性：只有get访问器的属性 只写属性：只有set访问器的属性 学生类属性例6.9

属性和字段的区别 Value：表示对属性进行写操作时提供的参数 class Car car1. Color =“red”;时，value即“red” class Car { private string color1; private float displacement1; private Datetime releasedate; public string Color get {return color1;} set {color1=value;} } public string Displacement get {return displacement1}; set {displacement1 =value}; 属性和字段的区别

属性与字段的区别 既然可以声明一个public字段以实现读写，为什么 还要采用属性？ public字段完全放开，任何人都可以对它进行读写 class Car { …… public DateTime ReleaseDate get return releasedate; } 既然可以声明一个public字段以实现读写，为什么 还要采用属性？ public字段完全放开，任何人都可以对它进行读写 而属性控制灵活，若只提供get方法则只支持读； 只提供set方法则只支持写；都提供则支持读写。 1.属性比字段读写提供更多的控制 如Car类的releasedate字段，一旦出厂便已确定，我们希望它只读而不能修改。所以把releasedate字段设为private，而提供一个只读的ReleaseDate属性

续 例如，希望为Car类提供一个Age（使用年份）属 性，而且随着时间发展，这个属性会不断变化而更 新。 年份=当前日期-出厂日期 2.属性拥有一些方法的特征，让它达到直接读写字段无法达到的效果 例如，希望为Car类提供一个Age（使用年份）属 性，而且随着时间发展，这个属性会不断变化而更 新。 年份=当前日期-出厂日期 提供Age属性： 属性的读操作中包含了计算的车龄的操作。且车龄 只读，不能人为设置。 public TimeSpan Age { get return(DateTime.today-ReleaseDate); }

6.2.5 对象 类Car的对象 car1 car1 创建对象 如Car car1 = new Car();

Font f2 = new Font("黑体", 20,FontStyle.Bold); 构造函数的特点： 构造函数的作用：对象初始化的专用函数 Font f1 = new Font("黑体", 20); Font f2 = new Font("黑体", 20,FontStyle.Bold); 构造函数的特点： 1）构造函数名：构造函数的名称与类名相同 ， 并且不能指定函数类型（也不能使用void） 2） 可以重载：可以定义多个构造函数 总要有不同的地方：或参数个数不同，或参数类型不 同的 3）构造函数调用： 创建对象时系统自动调用，程序中不能直接调用。 新车出厂的时候，通过构造函数来初始化其颜色、排量、出厂日期。 class Car {…… public Car() //构造函数 { color=“gray”;//设置新Car对象的颜色 displacement=2.0;//设置排量 Releasedate=DateTime.today;//设置出厂日期 }

构造函数（续） 构造函数不设返回值 可以编写有参数的构造函数，让它根据参数来初始 化类的字段 构造函数在创建类的对象时，通过new来调用 public Car() //无参数的构造函数 { color=“gray”;//设置新Car对象的颜色 displacement=2.0;//设置排量 Releasedate=DateTime.today;//设置出厂日期 } public Car(string Color,float Diaplacement) //有参数的构造函数 color=Color;//设置新Car对象的颜色 displacement= Diaplacement;//设置排量 构造函数不设返回值 可以编写有参数的构造函数，让它根据参数来初始 化类的字段 构造函数在创建类的对象时，通过new来调用 car1：gray，2.0 Car2：red，2.4 Car car1 = new Car(); //调用无参数的构造函数 Car car2 = new Car(“red”,”2.4”) //调用有参数的构造函数

例6.11 创建并访问对象 应用例6.5所完成的Student类，当选择“数据赋予 对象”按钮时，若成绩小于60分则用MessageBox 提示“成绩不及格”；当选择“输出对象数据”按 钮时，用MessageBox输出各属性的值。

例6.12 通过代码在窗体上生成文本框

6.2.6 构造函数 构造函数的作用：对象初始化的专用函数 构造函数的特点： 1）构造函数名：构造函数的名称与类名相同 ， 6.2.6 构造函数 public Form1() { InitializeComponent(); } 构造函数的作用：对象初始化的专用函数 构造函数的特点： 1）构造函数名：构造函数的名称与类名相同 ， 并且不能指定函数类型（也不能使用void） 2） 可以重载：可以定义多个构造函数 总要有不同的地方：或参数个数不同，或参数类型不 同的 3）构造函数调用： 创建对象时系统自动调用，程序中不能直接调用。 新车出厂的时候，通过构造函数来初始化其颜色、排量、出厂日期。 class Car {…… public Car() //构造函数 { color=“gray”;//设置新Car对象的颜色 displacement=2.0;//设置排量 Releasedate=DateTime.today;//设置出厂日期 }

构造函数（续） 构造函数不返回值 可以编写有参数的构造函数，让它根据参数来初始 化类的字段 构造函数在创建类的对象时，通过new来调用 public Car() //无参数的构造函数 { color=“gray”;//设置新Car对象的颜色 displacement=2.0;//设置排量 Releasedate=DateTime.today;//设置出厂日期 } public Car(string Color,float Diaplacement) //有参数的构造函数 color=Color;//设置新Car对象的颜色 displacement= Diaplacement;//设置排量 构造函数不返回值 可以编写有参数的构造函数，让它根据参数来初始 化类的字段 构造函数在创建类的对象时，通过new来调用 car1：gray，2.0 Car2：red，2.4 Car car1 = new Car(); //调用无参数的构造函数 Car car2 = new Car(“red”,”2.4”) //调用有参数的构造函数

继承和派生 基类（父类）派生类（子类） 后一代“继承”前一代的 功能 但是在功能上又有所发展 旧电视派生出新电视 新电视继承了旧电视 派生 定时开机 自动搜索

6.3.1 基类和派生类 派生类是基类的一个子集 定义：在已有类的基础上构造新的类， 新类继承了原有类的数据成员、属性、方法和事件 原有的类称为基类，新类称为派生类 派生类是基类的一个子集 面向对象程序设计中的继承性 派生类 派生 继承 基类 派生类 基类 注意：箭头方向 Mammal 哺乳动物 Horse 马 Whale 鲸鱼 Mammal 哺乳动物 基类 派生类

哺乳动物的继承关系 class 派生类名 : 基类名 { //… } 马 鲸鱼 齿鲸 须鲸 豹子 System.Object类是所有类的基类，所有类都隐式派生于Object类。C#编译器会悄悄将Mammal类写为以下代码 class Mammal : Object { //… } C#中定义的所有类会自动继承Object类的特性，如ToString()方法

public void SuckleYoung() //哺乳 class Mammal { public void Breath()//呼吸 … } public void SuckleYoung() //哺乳 class Horse : Mammal { public void Trot() //小跑 … } class Whale: Mammal { public void Swim ()//游泳 … }

派生类的对象 派生类的对象可以作为基类的对象处理 例 定义的派生类对象可以访问基类的公用成员 允许将派生类对象赋值给基类对象 子类调用父类的非私有成员 派生类的对象 class Mammal { public string name; public void Breath() Console.WriteLine(name + "正在呼吸"); } public void SuckleYoung() Console.WriteLine(name + "正在哺乳"); static void Main(string[] args) { Mammal mammal = new Mammal(); mammal.name=“mammal”; mammal.Breath(); mammal.SuckleYoung(); Horse horse = new Horse(); horse.name=“horse”; horse.SuckleYoung(); horse.Trot(); } 派生类的对象可以作为基类的对象处理 定义的派生类对象可以访问基类的公用成员 允许将派生类对象赋值给基类对象 例 class Horse : Mammal { public void Trot() this.Breath();//调用父类的public方法 Console.WriteLine(name + "正在奔跑"); //调用父类的public数据成员 }

无参数构造函数 在建立派生类的实例对象时，先调用基类的构造函 数，再执行派生类的构造函数。 例 class Mammal { public Mammal() Console.WriteLine("我是一只哺乳动物"); } //… static void Main(string[] args) { Horse horse = new Horse(); } 在建立派生类的实例对象时，先调用基类的构造函 数，再执行派生类的构造函数。 例 class Horse : Mammal { public Horse() Console.WriteLine("我是一匹马"); } //…

有参数构造函数 : base(基类构造函数参数表) 用base关键字来指定调用一个基类的构造函数。 先调用基类的有参数构造函数； public 派生类名(派生类构造函数总参数表) : base(基类构造函数参数表) { 派生类数据成员初始化 } 例 用base关键字来指定调用一个基类的构造函数。 先调用基类的有参数构造函数； 然后调用派生类的有参数构造函数

Console.WriteLine("我是一只哺乳动物"); } public Mammal(string mammalName) static void Main(string[] args) { Mammal mammal = new Mammal("mammal"); Horse horse = new Horse("horse"); Console.ReadLine(); } class Mammal { private string name; public Mammal() Console.WriteLine("我是一只哺乳动物"); } public Mammal(string mammalName) name = mammalName; Console.WriteLine(mammalName +"是一只哺乳动物"); class Horse : Mammal { public Horse(string name): base(name) Console.WriteLine(name+"是一匹马"); } //…

例 6.2 定义一个学生类Student 学号 私有 数据成员 姓名 成绩 设置数据成员值 公有 方法 输出数据成员值

自行定义类的事件 引发（或发送）事件的类：“发行者”（生产者） 处理（或接收）事件的类：“订户”（消费者） 事件：类/对象向其他类/对象通知 嘀嘀 在类外声明委托 public delegate void 委托; 在类定义中： 用public Event 委托 事件名 语句声明事件 合适地方引发 事件名() 语句引发事件 在对象实例化时： 对象.事件名+=new 委托（处理方法）添加事件 处理方法代码编写 事件：类/对象向其他类/对象通知 发生的相关事情 Form1_Click事件是如何定义的？ Form1_Click事件应用 例6.10 设置学生的成绩，当<60时引发事件 引发（或发送）事件的类：“发行者”（生产者） 处理（或接收）事件的类：“订户”（消费者）

事件 委托除了用于“回调”，最大的用处是支持事件机制 嘀嘀 public Form1() { this.Click += new EventHandler(this.Form_C); } //自编写方法 private void Form_C (object sender, EventArgs e) MessageBox.Show("您在窗体上单击了鼠标"); 类Form1在构造函数中，为事件Click添加了一个处理程序Form1_C ()。 “+=“ 作为委托串联运算符 把一个方法指派给一个委托，使得调用这个委托就相当于调用这个方法。

一个委托可以被指派给多个方法 一个事件就可以同时拥有多个处理程序 两个方法的调用顺序就是它们被指派给Click事件的顺序。 public Form1() { this.Click += new EventHandler(this.Form_Click); this.Click += new EventHandler(this.Form_Click2); } private void Form_Click(object sender, EventArgs e) MessageBox.Show("您在窗体上单击了鼠标"); private void Form_Click2(object sender, EventArgs e) MessageBox.Show("Form_Click2的响应"); 两个方法的调用顺序就是它们被指派给Click事件的顺序。 构造函数为对象的Click事件指定了两个事件处理程序

移除委托 C#允许使用+=运算符来进行委托串联； 也允许使用-=运算符来移除委托。 public Form1() { EventHandler eh = new EventHandler(this.Form_Click); this.Click += eh; this.Click += new EventHandler(this.Form_Click2); this.Click -= eh; }

public delegate void FailHandler() ; public event FailHandler Fail ; 在命名空间内： 关键字:委托 声明一个委托的实例,命名为FailHandler 声明一个委托实例(定义一个委托类型) public delegate void FailHandler() ; 在事件生产者处： 委托名 在事件消费者处： 事件名 订阅事件 在类中声明这个事件（即产生委托的一个实例） 订阅或取消事件 s.Fail += new FailHandler(Fail_Handler); public event FailHandler Fail ; 在合适的地方加入引发事件的代码 编写执行事件的代码 订阅后,只要事件Fail被触发，就会调用Fail_Handler Public static void Fail_Handler() { Console.Write(“不及格”); } public int 成绩 { get { return Score; } set { Score=value; if(Score<60)Fail(); } }

(1)创建应用程序，添加类Student class Student { private string No; // 学号 private string Name; // 姓名 private int Score; // 成绩 public void SetValue(string a, string b, int c) // SetValue方法用于设置各数据成员的值 { No = a; Name = b; Score = c; } public void Print() // Print方法用于输出各数据成员的值 { Console.WriteLine(No); Console.WriteLine(Name); Console.WriteLine(Score); public string 学号 // 定义学号属性 { get { return No; } set { No = value; } public string 姓名 // 定义姓名属性 { get { return Name; } set { Name = value; }

(2)声明事件处理委托 namespace T6._10 { public delegate void FailHandler(); //其他语句 }

(3)在类Student的定义中 声明事件类型 编写引发事件的代码 class Student { //。。。。。。其他语句 public event FailHandler Fail; //声明事件Fail为FailHandler类型 public int 成绩 // 定义成绩属性 get { return Score; } set Score = value; if (Score < 60) Fail(); // 当成绩小于60分时引发Fail事件 }

(4)在类Program中 订阅事件 编写执行事件的代码 class Program { static void Main(string[] args) Student s = new Student(); s.Fail += new FailHandler(Fail_Handler); s.学号 = "9803"; s.姓名 = "王涛"; s.成绩 = 56; } public static void Fail_Handler() Console.WriteLine("不及格");

事件的本质是委托 在类中加入事件： 定义一个委托类型 在类中加入这个委托的一个实例（即事件） 在合适的地方加入对这个委托的调用（触发事 件）

6.4 综合应用 例6.15 定义一个时间类Date，包含年、月、日三 个数据成员，以及一个求第二天日期的方法和输出 日期的方法。

综合应用（续） 例6.16 定义一个汽车类vehicle，其数据成员有车 轮个数wheels和车重weight；再定义一个派生类 —卡车类truck，包含新的数据成员载重量payload 及成员函数载重效率。每个类都有相关数据的输出 方法。 其中：载重效率=载重量/（载重量+车重）