第六章 面向对象程序设计基础.

Presentation on theme: "第六章 面向对象程序设计基础."— Presentation transcript:

1 第六章 面向对象程序设计基础

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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）

7 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。

8 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

9 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(……) { …… }

10 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）

11 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

12 （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

13 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

14 多态（2） 开始讲课 开始听课

15 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

16 在哪里定义类？（1） 放在命名空间（顶级类） 创建类文件（顶级类）

17 在哪里定义类？（2） 在类Program中定义（嵌套类）

18 “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

19 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

20

21 “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

22 6.2.2 方法 方法实例1：mymove() 方法实例2：printa()

23 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

24 参数与返回值 参数1 返回值 方法 参数2

25 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”); }

26 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

27 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)); }

28 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;

29 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”);

30 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

31 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：

32 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

33 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

34 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(); }

35 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

36 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

37 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

38 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); }

39 6.2.5 对象 类Car的对象 car1 car1 创建对象 如Car car1 = new Car();

40 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 }

41 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

42 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。

43 例6.12 通过代码在窗体上生成文本框

44 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 ，
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 }

45 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

46 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

47 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

48 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

49 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 … }

50 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 }

51 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"); } //…

52 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

53 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"); } //…

54 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

55 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）

56 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。

57 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

58 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; }

59 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(); } }

60 (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; }

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

62 (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 }

63 (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");

64 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）

65 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。

66 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）