第5章面向对象编程基础.ppt

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1、第5章 面向对象编程基础,本章要点,通过本章的学习，使读者： 了解并掌握类的概念和定义方法 掌握类的实例对象的创建和使用方法 了解并掌握构造函数的定义和使用方法 理解和掌握方法的参数传递和方法的重载 了解静态成员与实例成员的区别及特点,案例：交通工具,问题: 解决交通工具中客车的一些相关问题 。,交通工具要解决的问题 能显示该车能乘坐的乘客的数量、车轮数量、车牌号和车本身的重量，要求每次速度调整时能显示是否在安全行驶速度的范围内。,类和对象,类是 C# 中的一种结构，是一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合。类是对一系列具有相同性质的对象的抽象，是对对象共同特征的描述。用于在程序中模拟现实

2、生活的事物.,对象（Object）是问题域或实现域中某些事物的一个抽象，它反映此事物在系统中需要保存的信息和发挥的作用；它是一组属性和有权对这些属性进行操作的一组服务的封装体。,5.2 类,5.2.1 类的声明 类是C#的一种自定义数据类型，其声明格式为： 属性 类修饰符 class 类名 字段声明 构造函数 方法 属性 ,请注意： 类体是以一对大括号开始和结束的，在一对大括号后面可以跟一个分号，也可以省略分号 类体中的成员种类较多，常见的有字段、属性、方法和事件方法（Method） 类的所有成员的声明均需在类体中,class Person private string name; priva

3、te int age; private long ID; public Person(string n, int a, long i) name = n; age = a; ID = i; public void Display() Console.WriteLine(“Name:0“, name); Console.WriteLine(“Age:0“, age); Console.WriteLine(“Name:0“, ID); ,【例5-1】声明一个Person类，包含姓名、年龄和身份证号。,5.2.2 创建类实例,类实例创建格式： 类名 实例名 = new 类名（参数）； 例如，创建Pe

4、rson类的实例： Person myTest1 = new Person(“张三”,21,60012); 也可以分两步创建Person类的实例： Person myTest2； MyTest2 = new Person(“张三”,21,60012);,(1) myTest1和myTest2都是类Person的实例化，分配了两块不同的存储空间。但它们的结构相同。 (2) myTest1和myTest2就可以分别访问各自类中的公有类型数据或成员函数。,5.2.3 类成员,类成员包括数据成员和函数成员。,数据成员包括: 类要处理的数据，它包括常数和字段。,函数成员包括： 方法、属性、事件、索引器、

5、运算符、实例构造函数、析构函数和静态构造函数。,类的具体成员有以下类型：, 常量：代表与类相关的常数值，是在类中声明的值不变的变量。 字段：类中的变量，相当于C+中的成员变量。 方法：完成类中各种计算或功能操作。 属性：定义类的值，并对它们提供读写操作。 事件：由类产生的通知，用于说明发生了什么事情。 索引器：又称下标指示器，允许编程人员访问数组时，通过索引器访问类的多个实例。 运算符：定义类的实例能使用的运算符。 构造函数：在类被实例化时首先执行的函数，主要完成对象初始化操作。 析构函数：在对象被销毁之前最后执行的函数，主要完成对象结束时的收尾工作。,【例5-2】创建一个学生类，学生类有年龄

6、字段、年龄属性和所属系部常量,class Student /定义学生类 private int nAge;/定义字段nAge private const string sDepartment=“Computer“;/定义常量sDepartment public int Age /定义属性Age get /获取属性值（字段值） return nAge; set/设置属性值（字段值） this.nAge = value; public string Department/只读属性Department get return sDepartment; ,static void Main(string

7、args) Student s = new Student();/创建对象 s.Age = 20; /设置属性值 Console.WriteLine(s.Age); /获取属性值 Console.WriteLine(s.Department); Console.ReadLine(); ,5.2.4 字段,字段是类成员中最基础也较重要的一个成员，是与对象或类相关联的变量。其作用主要是用于保存与类有关的一些数据。它的声明格式与普通变量的声明格式基本相同，声明位置没有特殊要求，习惯上将字段说明放在类体中的最前面。 定义字段的基本格式为：,访问修饰符 数据类型 字段名,先给出客车类的字段定义,clas

8、s Passtrain /类名为Passtrain (客车) /以下为成员字段- int weight; /此车的重量， private int passengers; /私有成员，标准容纳乘客数 public int wheels; /公有成员，该客车的轮子数 public string plate; /公有成员，车牌号 ,字段解析 客车类模型Passtrain中定义了四个成员，分别用于保存客车的重量、可容纳的乘客数、轮子数和车牌号。 在面向对象程序设计中，类里面的成员在定义时一般都要加上访问控制修饰符，以标志该成员在哪些范围能够被访问得到。 若声明成员时没有使用任何修饰符,则该成员被人为是

9、私有的(private) 。,5.2.5 访问修饰符,(1) public 声明公有成员，对公有成员访问不受限制，可以从类的外部、内部和派生类访问公有成员； (2) private 声明私有成员，私有成员只能被类中的成员访问，外部无法访问。 (3) protected 声明保护成员，保护成员可以被类中成员和派生类访问。 (4) internal 声明内部成员，内部成员只有在同一工程中的文件内才是可访问的。 (5) protected internal 只限于当前项目，或者从该项目的类继承的类才可以访问。,访问修饰符,Teacher 类,private 成员,protected 成员,publi

10、c 成员,internal 成员,Student 类,只有 Student 类在 Teacher 类都在同一程序集中，才可访问internal成员,不可访问,不可访问,可以访问,注意： 若字段定义前面的访问修饰符没有写出，则计算机会默认认为是私有字段private. 对于公有访问（public）字段，我们可以通过“对象名.字段名”的形式访问，对于私有（private）和保护(protected)是不行的，如对于Passtrain 的对象pss我们可以通过语句pss.wheels = 4;为wheels字段赋值，而字段passengers是不行的。,5.2.6 静态成员与实例成员,1. 当用st

11、atic修饰符声明成员叫静态成员，静态成员属于类，为这个类的所有实例所共享。静态成员只能由类来调用，不能由对象调用。 2. 不用static修饰符声明成员，称为实例成员，实例成员属于类的实例。,【实作任务】 客车类定义最大时速的静态成员 class Passtrain /类名为Passtrain (客车) public static float SMAX = 100; /静态公有字段，最大时速 静态成员访问只能通过类名访问,如: class Test static void Main() Console.WriteLine(“客车类的最大时速为:”+ Passtrain.SMAX); ,【例5

12、-3】声明一个含有静态成员和一个实例成员的Student类,class Student public int SNO; public static int count; public Student(int s) SNO=s; count+; public void display() Console.WriteLine(“count=0,SNO=1“, count, SNO); ,class Program static void Main(string args) Student s1 = new Student( 12); s1.display(); Student s2= new St

13、udent(20); s2.display(); 程序输出结果为： count= 1,SNO=12; count= 2,SNO=20; 说 明： (1) 在本例中，count是静态成员，属于类Student，所以, 每生成一个学生实例，静态成员count就自动增一，记录学生总数。 (2) SNO是实例成员，随实例的不同而不同。,5.5 属性,5.5.1属性的定义和使用 类字段一般定义为私有或受保护的，不容许外界访问。若需要外界访问此字段，可以利用属性提供给外界访问私有或保护字段的途径。通常，创建一个属性包含两个步骤： 声明一个私有字段来存储属性值 编写一个属性声明，为属性值提供访问接口。 声明

14、属性的一般形式为：,访问修饰符 类型名 属性名 get return 私有字段； set 私有字段 = value; ,【例5-15】属性的最基本形式和用法(属性的读写控制),public class Student private string studName; private int studID; public string StudentName get return studName; set studName = value;/value是关键字 public class Test public static void Main(string args) Student Astu

15、dent = new Student(); Astudent.StudentName = “Zhang San”; string aName = Astudent.StudentName; Console.WriteLine(aName); ,5.5.2属性的读写控制,【例5-16】 属性的读写控制。 public class Student string studName;int studID; pulic Student(string strName) studName = strName; public string StudentName get return studName; pu

16、blic class Test public static void Main(string args) Student Astudent = new Student(“Zhang San”); string aName = Astudent.StudentName; Console.WriteLine(aName); ,class Passtrain /类名为Passtrain (客车) /以下为成员字段- int weight; /此车的重量， private int passengers; /私有成员，标准容纳乘客数 public int wheels; /公有成员，该客车的轮子数 pu

17、blic string plate; /公有成员，车牌号 /以下为成员属性- /以下声明公有访问属性以访问私有的weight成员,【实作任务】 客车类的属性声明续 public int Weight get return weight; /提供对weight的读权限 set weight = value; /提供对weight的写权限 /以下声明公有访问属性以访问私有的passengers成员 public int Passengers get return passengers; /提供对passengers的读权限 ,作业1,创建一个表示羚羊的类，并且创建一个该类的对象。 羚羊Antelo

18、pe类至少具有以下成员： exhibitNumber (展厅号) age (年龄) weight (重量) 创建一个Antelope类的对象，然后给它的成员赋值。 输出Antelope对象的所有成员值 2、创建一个类，它存储一个int数据成员MyNumber,并给该数据成员创建属性，当该数据成员被存储时，将其乘以100；当其被读取时，将其除以100。,5.3 构造函数和析构函数,5.3.1 构造函数 构造函数是特殊的成员函数，它主要用于为对象分配空间，完成初始化工作。构造函数特殊性表现在以下几方面。 构造函数的名字必须与类名相同； 构造函数可以带参数，但没有返回值； 构造函数在对象定义时被自动

19、调用； 构造函数也可以重载，但不可以被继承； 如果没有给类定义构造函数，则编译系统会自动生存一个默认的构造函数；,【实作任务】 客车类有参数的构造函数和无参数的构造函数声明 /声明公有含参数的构造方法 /参数we,p,wh,sp分别传递车重，载客量，车轮，车牌号 public Passtrain(int we ,int p,int wh, string sp) weight = we; wheels = wh; passengers = p; plate = sp; Console.WriteLine(“客车类的有参构造函数被调用“); ,【实作任务】续 客车类有参数的构造函数和无参数的构造函

20、数声明 /声明一个不含参数的构造方法 public Passtrain( ) weight = 100; passengers = 20; wheels = 4; plate = “000000“; Console.WriteLine(“客车类的无参构造函数被调用“); ,5.3 构造函数和析构函数,5.3.4 析构函数 析构函数是特殊的成员函数，它主要用于释放类实例。析构函数特殊性表现在以下几方面。 析构函数的名字与类名相同，但它前面加了一个“”符号； 析构函数不能带参数，也没有返回值； 当撤消对象时，析构函数被自动调用； 析构函数不能被继承，也不能重载。 如果没有给类定义析构函数，则编译系

21、统会自动生存一个默认的析构函数；,补充： 类对象的创建,类是抽象的，要使用类定义的功能，就必须实例化类，即创建类的对象。类与对象的关系可以比喻为车型设计和具体的车：类就像车型设计一样说明了车所应该具备的所有属性和功能，但是车型设计并不是车，你不能发动和驾驶车型；对象就象根据车型设计制造出的车，它们都具备车型设计所描述的属性和功能，车是能发动和驾驶的。,补充：类对象的创建,C#使用new运算符来创建类的对象，格式如下： 类名 对象名 = new 类名(参数表); 也可以使用如下两步完成创建类的对象: 类名 对象名; 对象名 = new 类名(参数表); 其中，参数表是可选的，根据类模型提供的构造

22、函数来确定。 声明类相当于定义一个模型，在类定义完毕之后使用new运算符创建类的对象（实例），计算机将为对象（实例）分配内存，并且返回对该对象（实例）的引用。,补充：类对象的创建,采用下面的语句创建Passtrain 对象，并且将那些对象的引用保存到变量pss中： Passtrain pss = new Passtrain ( ); /声明对象的同时实例化 也可以使用如下语句: Passtrain pss; /先声明对象 pss = new Passtrain(); /实例化对象 上面的语句 new Passtrain ( )实例化时计算机会自动调用类Passtrain 的无参构造函数实例化和

23、初始化各个成员。,补充： 类对象的创建,若采用如下语句： Passtrain pss = new Passtrain (1000，20，4，“123456“ ); 说明：此时计算机将会调用类Passtrain 的有参数的构造函数实例化对象，并且将车重1000，车能容纳的人数20，车轮数4和车牌号”123456”按指定的输入进行初始化。,补充：对象成员的引用,补充： 对象成员的引用,注意 创建类的对象、创建类的实例、实例化类等说法是等价的，都说明以类为模板生成了一个对象的操作。 用new创建一个类的对象时，将在计算机中为对象分配一块内存，每一个对象都有不同的内存。代表对象的变量存储的是存放对象的

24、内存的地址。因此，两个不同的对象，即使它们的所有成员的值或代码都相同，它们也是不相等的。就像同一型号的每一辆车都不相同一样，用同一个类创建出来的不同对象也是不同的。,5.4 方法,5.4.1 方法的声明 方法的声明的语法形式：,方法修饰符 返回类型 方法名（形参表） 方法体 ,【例5-6】 在下面程序中，MyArea类定义了两个方法以求三角形和圆的面积,class MyAream public double TangleArea(double a, double h) double s; s = a * h /2 ; return s; public double CircleArea(dou

25、ble r) double s; s = 3.14 * r * r ; return s; ,5.4.2 方法的参数,1值参数 在方法声明时不加修饰的形参数，它表明实参与形参之间按值传递。 【例5-7】 下面的程序演示了当方法Sort传递的是值参数时，对形参的修改不影响其实参。,5.4.2 方法的参数,class Program static void Sort(int x, int y, int z) int temp; /将x,y,z按从小到大排序 if (x y) temp = x; x = y; y = temp; if (x z) temp = x; x = z; z = temp;

26、 if (y z) temp = y; y = z; z = temp; Console.WriteLine(“a=0,b=1,c=2“, x, y, z); static void Main(string args) int a, b, c; a = 20; b = 10; c = 5; Sort(a, b, c); Console.WriteLine(“a=0,b=1,c=2“, a, b, c); ,5.4.2 方法的参数,2引用参数 如果调用一个方法，期望能够对传递给它的实际变量进行操作，按值传递是不可能实现的。所以C#用了ref修饰符来解决此类问题，它告诉编译器，实参与形参的传递方式

27、是引用。 引用与值参数不同，引用参数并不创建新的存储单元，它与方法调用中的实参变量同处一个存储单元。因此，在方法内对形参的修改就是对外部实参变量的修改。,【例5-8】将例5-7程序中Sort方法的值参传递方式改成引用参数传递，观察运行结果。,class Myclass public void Sort(ref int x,ref int y,ref int z) int temp; /将x,y,z按从小到大排序 if (x y) temp = x; x = y; y = temp; if (x z) temp = x; x = z; z = temp; if (y z) temp = y; y

28、 = z; z = temp; Console.WriteLine(“a=0,b=1,c=2“, x, y, z); class Program static void Main(string args) Myclass m = new Myclass(); int a, b, c; a = 20; b = 10; c = 5; m.Sort(ref a, ref b, ref c); Console.WriteLine(“a=0,b=1,c=2“, a, b, c); ,5.4.2 方法的参数,3. 输出参数 在参数前加out修饰符的被称为输出参数，它与ref参数很相似，只有一点除外，就是它

29、只能从方法中传出值，而不能从方法调用处接受实参数据。在方法内out参数被认为是未赋过值的，所以在方法结束之前应该对out参数赋值。,【例5-9】 求一个数组元素中的最大值、最小值和平均值。,class Myclass public void MaxMinArray(int a,out int max,out int min,out double avg) int sum; sum = max = min = a0; for (int i = 1; i max) max = ai; if (ai min) min = ai; sum += ai; avg = sum / a.Length; cl

30、ass Program static void Main(string args) Myclass m = new Myclass(); int score = 66, 33, 4, 5, 81, 32, 56 ; int smax, smin; double savg; m.MaxMinArray(score, out smax, out smin, out savg); Console.Write(“Max=0,Min=1,Avg=2“,smax,smin,savg); ,5.4.4 方法的重载,1. 参数类型重载的方法 【例5-12】 下面程序定义的Myclass类中含有三个名为abs的

31、方法，它们只是参数类型不同，在Main中调用该方法时编译系统会根据不同的参数类型确定调用哪个方法。,class Myclass public int Myabs(int x) int xabs; if (x = 0) xabs = x; else xabs = -x; return xabs; public float Myabs(float x) float xabs; if (x = 0) xabs = x; else xabs = -x; return xabs; public long Myabs(long x) long xabs; if (x = 0L) xabs = x; els

32、e xabs = -x; return xabs; ,class Program static void Main(string args) Myclass m = new Myclass(); int a = -54; float b = -89.54f; long c = -23456L; Console.WriteLine(“|a|=0,|b|=1, |c|=2“, m.Myabs(a),m.Myabs(b),m.Myabs(c); 运行结果如下：,2. 参数个数重载的方法,class Myclass public float MyArea(float r) return (r * r

33、* 3.14f); public float MyArea(float a,float h) return (a * h * 0.5f); public float MyArea(float a,float b,float h) return (a+b) * h * 0.5f); ,【例5-13】 参数个数的方法重载。,参数个数重载,class Program static void Main(string args) Myclass m = new Myclass(); float r = 1.5f; float a = 2.0f, b = 2.5f, h = 1.2f; Console.W

34、riteLine(“圆面积=0,梯面积=1, 三角面积=2“, m.MyArea(r),m.MyArea(a,b,h), m.MyArea(a,h); 运行结果如下：,作业2,编写一个矩形类，私有数据成员为矩形的长（len）和宽(wid)，无参构造函数将len和wid设置为0，有参构造函数设置他们的值，另外，类还包括矩形的周长、求面积、取矩形的长度、取矩形的宽度、修改矩形的长度和宽度为对应的形参值等公用方法。 动物园医学中心需要对动物的相关信息进行管理。为此，需要开发一个描述狮子信息的对象。这些对象包括名字(name)、年龄(age)、体重(weight)和性别(gender)。编写程序，使g

35、ender成为一个方法，以统计用户构造的动物园内各种性别的狮子头数，最后输出。,课堂实训,1设计一个表示猫的类，包括猫的颜色，体重，年龄等数据，具有设置猫的颜色，修改和显示猫的体重，年龄等操作。 2设计一个表示学习成绩的类，至少包括3门课程的成绩，可以设置，显示每门课程的成绩，可以计算，显示平均成绩 3使用方法重载设计一个求面积的类，包括圆、三角形和梯形。并设计一个输入成员方法和输出成员方法。 4编写程序，用来判断学生能否通过某个级别的考试，全部操作在来Grade中实现。要求： (1) 在定义对象时指定学生的姓名和分数。 4个学生的姓名和分数分别为： Wang l00 Zhang 90 Li 52 Zhao 0 (2) 编写一个私有成员方法idPass，判断能否通过。 (3) 编写一个成员方法PrintData输出结果，包含学生姓名、分数、是否能通过。,