第4章(1) 面向对象的高级编程.ppt

《第4章(1) 面向对象的高级编程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章(1) 面向对象的高级编程.ppt（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第4章 面向对象的高级编程4.1 封装、继承与多态 封装、继承与多态性是面向对象编程的三大原则。封装用于隐藏调用者不需要了解的信息；继承则简化了类的设计；多态性是指类为名称相同的方法提供不同实现方式的能力。在实际编程中，只有深刻理解这些概念，才能更好地利用面向对象技术编写出高质量的程序代码。第4章 面向对象的高级编程4.1 封装、继承与多态4.1.1 封装性 在面向对象编程中，封装是指把数据和处理这些数据的代码封装在一个类中，然后通过提供相应的属性和方法供调用者使用，通过隐藏调用者不需要的信息（如实现细节），可以让调用者只关心对象中对其有用的相关内容。在设计类时，应尽可能隐藏实现的细节，只提供

2、给调用者需要知道的操作和数据。这样做的好处是当设计者修改实现的细节时，可以不影响调用者与类的交互方式。例例4-1 4-1 通过属性进行封装通过属性进行封装using System;using System;using using System.Collections.GenericSystem.Collections.Generic;using using System.TextSystem.Text;namespace namespace EncapulationExampleEncapulationExample class class BankAccountBankAccount /帐户

3、余额帐户余额 private decimal private decimal accountBalanceaccountBalance;public decimal public decimal AccountBalanceAccountBalance get get return return accountBalanceaccountBalance;public public BankAccount(decimalBankAccount(decimal startAmountstartAmount)accountBalanceaccountBalance=startAmountstartA

4、mount;/可以通过此方法取款可以通过此方法取款 public void public void Withdraw(decimalWithdraw(decimal money)money)if(accountBalanceif(accountBalance=money)=money)accountBalanceaccountBalance-=money;-=money;class Program class Program public static void public static void Main(stringMain(string argsargs)BankAccountBank

5、Account ZhangSanZhangSan=new BankAccount(1000);=new BankAccount(1000);ZhangSan.Withdraw(100);ZhangSan.Withdraw(100);Console.WriteLineConsole.WriteLine(帐户的余额为帐户的余额为0:C,ZhangSan.AccountBalance);0:C,ZhangSan.AccountBalance);Console.ReadLineConsole.ReadLine();();第4章 面向对象的高级编程4.1 封装、继承与多态4.1.2 继承 继承（Inhe

6、ritance）是指类能够从它的父类中继承除构造函数以外的所有数据的定义和功能。继承能够提高代码的可重用性。通过继承，使程序员能够直接享用他人或自己事先写好的基类中已有的功能，而不必全部重新编写。在C#语言中，作为基础的、被继承的类称为基类（Base Class），继承自别的类的子类称为扩充类（Derived Class，又叫派生类）。C#语言提供了两种实现继承的方式：类继承和接口继承。不过类继承只允许单一继承，即只有一个基类。单一基类已经能够满足大多数面向对象应用程序开发上的要求，也有效地降低了复杂性。如果必须使用多重继承，可以通过接口来实现。注意：虽然继承是非常有用的编程概念，但使用不当也

7、会带来一些负面的效果。在下列情况下可以使用类继承。（1）扩充类与基类的关系是“属于”关系而不是“具有”关系，或者说，扩充类不能是基类的“子集”，也不能是只包含基类中的一部分。“具有”关系的类不适合使用类继承，因为这样可能会继承不适当的属性和方法。（2）可以重用基类的代码。例如，如果一个数据库中有多个表，对每一个表都设计添加、删除和修改等功能显然既费时又容易出错，这时使用类继承就是比较好的选择。（3）需要将相同的类和方法应用到不同的数据类型。这时可以利用重写基类中的某些方法来实现。（4）类层次分级比较少，而且其他开发人员不可能添加太多的级别。继承最适合于分级相对较少的类层次结构。一般来说，应将层

8、次结构限制在低于6级。（5）需要只修改基类就可以对继承的类进行全部更改的情况。继承的一个最强大的功能是在基类中进行的更改将自动传播到扩充类中。例如，更新一个方法的实现，从而几十甚至上百个扩充类都可以自动使用该新代码。但是，一般情况下，应避免更改基类成员的名称或类型，因为这样容易导致使用原成员的扩充类出现问题。1、扩充类 要声明一个扩充类，可以使用下面的语法：访问修饰符 class 扩充类名称:基类名称 /程序代码 扩充类继承了所有定义在基类中数据的定义和方法。但是要注意，构造函数则排除在外，不会被继承下来，而且扩充类不继承基类的数据值。例例4-2 4-2 类和继承。类和继承。using Sys

9、tem;using System;namespace namespace InheritanceExampleInheritanceExample public class Animal public class Animal public Animal()public Animal()Console.WriteLine(Hello,AnimalConsole.WriteLine(Hello,Animal!);!);public public Animal(stringAnimal(string name)name)Console.WriteLine(Hello,MyConsole.Write

10、Line(Hello,My name name is+nameis+name+!);+!);public void Eat()public void Eat()Console.WriteLine(EatingConsole.WriteLine(Eating););public class public class Cat:AnimalCat:Animal public Cat()public Cat()Console.WriteLine(Hello,CatConsole.WriteLine(Hello,Cat!);!);class Program class Program static vo

11、id static void Main(stringMain(string argsargs)Cat e=new Cat();Cat e=new Cat();e.Eate.Eat();();Console.ReadLineConsole.ReadLine();();不过，扩充类并不一定能够直接使用基类中所定义的所有数据与方法，如基类的public成员将会成为扩充类的public成员，public表示允许外部类自由地调用；而基类的private成员则只会被基类本身的成员存取，扩充类无法使用基类的private成员。类Cat继承自类Animal，当创建Cat的实例时，会先调用基类的构造函数，然后调

12、用扩充类的构造函数，因此输出结果为：2、密封类 密封类是指不能被其他类继承的类。在C#语言中，使用sealed关键字声明密封类。由于密封类不能被其他类继承，因此系统在运行时就可以对密封类的方法进行优化，从而提高系统的性能。同样，sealed关键字也可以限制基类中的方法被扩充类重写。例如，下面的程序代码是错误的。例例4-34-3错误的用法。错误的用法。using System;using System;namespace namespace SealExampleSealExample public sealed class Hello public sealed class Hello pub

13、lic void public void SayHelloSayHello()()Console.WriteLineConsole.WriteLine(这是基类这是基类););class class ProgramProgram:Hello:Hello static void static void Main(stringMain(string argsargs)Hello me=new Hello();Hello me=new Hello();me.SayHellome.SayHello();();Console.ReadLineConsole.ReadLine();();3、基类对象和扩充

14、类对象-2010.3.15新增 基类和扩充类变量引用基类和扩充类对象，会产生不同的效果。例例 public class Apublic class A public A()public A()public class B:Apublic class B:A public B()public B()四种创建情况：A p=new A()A p=new A();/;/只获得类只获得类A A的有效数据和行为。的有效数据和行为。B p=new B()B p=new B();/;/同时获得类同时获得类A A和类和类B B的有效数据和行为。的有效数据和行为。A p=new B()A p=new B();/;

15、/被限制为被限制为A A类的有效数据和行为，但会向类类的有效数据和行为，但会向类B B延伸，引发延伸，引发 方法覆盖方法覆盖（overrideoverride）！-多态性多态性B p=new A();/B p=new A();/ErrorError！4.1.3 多态性 多态性是指类为名称相同的方法提供不同实现方式的能力。利用多态性，就可以调用类中的某个方法而无需考虑该方法是如何实现的。有以下几种实现多态性的方式。通过继承实现多态性:多个类可以继承自同一个类，每个扩充类又可根据需要重写基类成员以提供不同的功能。通过抽象类实现多态性:抽象类本身不能被实例化，只能在扩充类中通过继承使用。抽象类的部分

16、或全部成员不一定都要实现，但是要在继承类中全部实现。抽象类中已实现的成员仍可以被重写，并且继承类仍可以实现其他功能。通过接口实现多态性:多个类实现相同的“接口”，而单个类可以实现一个或多个接口。接口本质上是类需要如何响应的定义。接口仅声明类需要实现的方法、属性和事件，以及每个成员需要接收和返回的参数类型，而这些成员的特定实现留给实现类去完成。1、虚拟方法 如果基类提供的功能不能够满足要求，而且基类允许重写，则可以在扩充类中重新定义基类的方法。在基类中，如果想让某个方法或者事件被扩充类重写，可以使用修饰符 Virtual表明，例如：public virtual void myMethod()/程

17、序代码 这样，在扩充类中就可以使用修饰符override重写该方法或者事件了。例如：public override void myMethod()/程序代码 在C#语言中，定义的方法默认都是非虚拟的（non-virtual）,即不允许重写这些方法，但是基类中的方法使用了virtual修饰符以后，该方法就变成了虚拟方法。扩充类中，既可以重写基类的虚拟方法，也可以不重写。但是要注意，如果重写基类的虚拟方法，必须在扩充类中用override关键字声明。使用虚拟方法与重写方法时，需要注意下面几个方面。（1）虚拟方法不能声明为静态（static）的。因为静态的方法是应用在类这一层次的，而面向对象的多态性

18、只能在对象上运作，所以无法在类中使用。（2）virtual不能和private一起使用。因为声明为private就无法在扩充类中重写了。（3）重写方法的名称、参数个数、类型以及返回值都必须和虚拟方法的一致。using System;using System;namespace namespace OverrideExampleOverrideExample class Shape class Shape public virtual void public virtual void ShowShapeShowShape()()Console.WriteLineConsole.WriteLine

19、(我是图形我是图形!);!);class class Triangle:ShapeTriangle:Shape public override void public override void ShowShapeShowShape()()basebase.ShowShape.ShowShape();();Console.WriteLineConsole.WriteLine(我是三角形我是三角形!);!);例例4-44-4重写基类的方法重写基类的方法class Programclass Program static void static void Main(stringMain(string

20、 argsargs)Triangle me=new Triangle();Triangle me=new Triangle();me.ShowShapeme.ShowShape();();Console.ReadLineConsole.ReadLine();();2、隐藏基类的方法 在扩充类中，可以使用new关键字来隐藏基类的方法，即使用一个完全不同的方法取代旧的方法。与方法重写不同的是，使用new关键字时并不要求基类中的方法声明为virtual，只要在扩充类的方法前声明为new，就可以隐藏基类的方法。using System;using System;namespace namespace

21、ConsealExampleConsealExample public class Hello public class Hello public void public void SayHelloSayHello()()Console.WriteLineConsole.WriteLine(这是基类这是基类!);!);public class public class NewHello:HelloNewHello:Hello public new void public new void SayHelloSayHello()()Console.WriteLineConsole.WriteLin

22、e(这是扩充类这是扩充类!);!);例例4-6 4-6 隐藏基类的方法。隐藏基类的方法。class Programclass Program static void static void Main(stringMain(string argsargs)Hello b=new Hello();Hello b=new Hello();b.SayHellob.SayHello();();NewHelloNewHello d=new d=new NewHelloNewHello();();d.SayHellod.SayHello();();Console.ReadLineConsole.ReadLi

23、ne();();什么情况下需要这样做呢？例如，现在根据需要要求设计人员A重新设计基类中的某个方法，该基类一年前由另一组设计人员设计的，并且已经交给用户使用，可是原来的设计人员在该方法前没有加virtual关键字，设计人员A也没有这些源代码。这种情况下显然不能使用override重写基类的方法，又无法直接修改基类的方法，这时就需要隐藏基类的方法。3、抽象类 抽象类使用abstract修饰符，用于表示所修饰的类是不完整的，即类中的成员（例如方法）不一定全部实现，可以只有声明没有实现。抽象类只能用做基类。抽象类与非抽象类相比有以下主要不同之处：第一是抽象类不能直接被实例化，只能在扩充类中通过继承使用

24、，对抽象类使用new运算符会产生编译时错误。第二个不同点是抽象类可以包含抽象成员，而非抽象类不能包含抽象成员。当从抽象类派生非抽象类时，这些非抽象类必须具体实现所继承的所有抽象成员。例如：using System;using System;abstract class Aabstract class A public abstract void F();/public abstract void F();/抽象方法，注意该方法没有实现部分抽象方法，注意该方法没有实现部分 abstract class B:Aabstract class B:A public void G()public voi

25、d G()class C:Bclass C:B public override void F()public override void F()/实现部分实现部分 在上面的代码中，抽象类A引入抽象方法F。注意：抽象方法均为虚拟方法，不要加virtual!类B引入另一个方法G，但由于它不提供F的实现，因此B也必须声明为抽象类。类C重写了抽象方法F，并提供了一个具体实现。由于C中没有抽象成员，因此可以将C声明为非抽象类。在非抽象类中实现抽象类时，必须实现抽象类中的每一个抽象方法，而且每个实现的方法必须和抽象类中指定的方法一样，即接收相同数目和类型的参数，具有同样的返回值。例例4-7 4-7 抽象方

26、法和抽象类。抽象方法和抽象类。using System;namespace AbstractExample public abstract class Shape public virtual void Draw()Console.WriteLine(画一种图形画一种图形!);public abstract void Rotate();public class Square:Shape public override void Draw()Console.WriteLine(画一个正方形画一个正方形!);public override void Rotate()public override

27、void Rotate()Console.WriteLineConsole.WriteLine(顺时针方向旋转正方形顺时针方向旋转正方形!);!);class Program class Program static void static void Main(stringMain(string argsargs)Square me=new Square();Square me=new Square();me.Drawme.Draw();();me.Rotateme.Rotate();();Console.ReadLineConsole.ReadLine();();如果有一个通用方法，该方法对所有扩充类来说是公共的，并且强制要求所有扩充类都必须实现这个方法，这种情况下就可以把该方法定义为基类中的抽象方法。4、“重载”与“覆盖”的关系n 方法的覆盖是子类和父类之间的关系，是垂直关系；方法的重载是同一个类中方法之间的关系，是水平关系。n 覆盖只能由一个方法，或只能由一对方法产生关系；方法的重载是多个方法之间的关系。n 覆盖要求参数列表相同；重载要求参数列表不同。n 覆盖关系中，调用那个方法体，是根据对象的类型（对像对应存储空间类型）来决定；重载关系，是根据调用时的实参表与形参表来选择方法体的。比较典型的是构造函数的重载！小 结 介绍了面向对象中类封装、继承与多态。