模块四:类和对象
1. 类和对象
1.1 什么是类
正如我们在前面的模块中所看到的那样,内置的数据类型用于在声明的变量中存储单个值。例如,int x
在一个名为 x 的变量中存储一个整型值。
在面向对象的编程中,类是一种数据类型,它定义了一组声明对象的变量和方法。
例如,要创建管理银行帐户的程序,则可以使用 BankAccount 类声明一个对象,该对象具有管理各个银行帐户所需的所有属性和方法,如余额,存钱和取款的方法等。
一个类就像一个蓝图。它定义了一个类型的数据和行为。类定义以关键字 class 开头,后面跟着类名。类体包含花括号里面的数据和操作。如刚才提到的 BankAccount 类:
class BankAccount
{
//变量,方法等
}
这个类为对象定义了一个数据类型,但它本身不是一个对象。 一个对象是一个基于类的具体实体,有时也被称为一个类的实例。
【单选题】要使用自定义数据类型,你需要定义:
A. 一个类
B. 一个变量
C. 一个方法
1.2 什么是对象
就像内置的数据类型用来声明多个变量一样,一个类可以用来声明多个对象。 就好像我们准备盖一个新建筑,建筑师会设计一个蓝图作为建筑的一个结构基础,但是同样的蓝图,其实可以用来建造多个相同的建筑物。
编程就是一个类似的方式工作。我们定义(设计)一个类就是创建对象的蓝图。
一旦我们写了一个类,我们就可以根据这个类创建对象。 创建一个对象称为实例化。
一个对象被称为类的一个实例。
【单选题】创建对象的过程被称为?
A. 创建
B. 分类
C. 对象
D. 实例化
1.3 对象的属性
每个对象都有自己的特性。正如我们人类一样,虽然大家结构一样,但是每个人却有自己的的名字,年龄和性别也不同,五官长相也有所区别。每个个体有自己的一套价值观,这些特性将人与人区分开来。
对象的特征被称为属性。
这些属性的值描述对象的当前状态。 例如,我们可以描述以一个 Person(Person 类的对象),30 岁,男性,并可以将其命名为张三。
对象的属性并不是固定的,例如,编程对象可以表示日期,时间或者表示一个银行账户。银行账户只是一个虚拟的账户,它不像汽车,电脑一样有个形体,你看不见摸不着,但它也是一个定义明确的对象,因为它有它自己的属性。
我们将在下面的章节中学习如何创建类和对象。学完以后,也许你会对类和对象有个更直观的认识。
【单选题】以下哪项决定了对象的当前状态?
A. 对象的名称
B. 类
C. 属性
2. 堆和栈
2.1 值类型
C# 有两种数据存储的方式:值类型(Value Types)和引用类型(Reference Type)。
内置的数据类型(如 int 和 double)用于声明值类型的变量。它们的值被存储在称为栈(stack)的内存中。
例如,声明值类型的赋值语句 int x = 10
可以被认为是:
变量 x 的值存储在堆栈中。
【填空题】内存中存储值类型的区域被称为:栈
2.2 引用类型
引用类型用于存储对象。例如,当你创建一个类的对象时,它就是被存储为一个引用类型。
引用类型存储在称为堆(heap)的内存中。
实例化对象时,该对象的数据存储在堆(heap)中,而其在堆上的内存地址存储在栈(stack)中。
这就是为什么它被称为引用类型 - 它包含一个引用(内存地址)到堆上的实际对象。
如图所示,Person 类型的 p1对象实际存储在堆(heap)中,栈(stack)中则存放 p1 在堆上的地址。
堆(heap)和栈(stack)的区别:
- 栈(stack):栈的存储空间由编译器自动分配释放,是一些较为固定大小的变量,比如我们使用的 int,dobule 等。
- 堆(heap):堆的存储空间一般是手动申请和释放的,一般用来存放一些需要额外大小的变量,比如对象这类未知大小的。
【单选题】堆和栈哪个用于存放未知大小的变量?
A. 堆
B. 栈
3. 实践:创建一个类
3.1 创建一个类
下面,让我们来创建一个类:
class Person
{
int age;
string name;
public void SayHi()
{
Console.WriteLine("Hi");
}
}
上面的代码声明了一个名为 Person 的类,它具有年龄和名称字段以及一个 SayHi 方法,用于向屏幕显示一个问候语。
您可以为类的字段和方法(也称为成员)添加访问的修饰符。访问修饰符是用于指定成员的可访问性的关键字。
public 关键字代表了该成员为公开成员,允许从类的外部访问,我们打算在类的外部访问 SayHi 方法,所以我们声明 SayHi 方法时,添加了 public 关键字。
你也可以将 class 成员指定为私有( private )或受保护的( protected )。这将在后面的课程中更详细地讨论。如果未定义访问修饰符,则默认情况下该成员是私有的,比如名称,年龄,我们未指定访问修饰符,所以他们是私有的。
【填空题】填空,创建一个名为 Car 的类:
___ Car
___
string color;
int year;
class Car { string color; int year; }
3.2 实例化一个对象
刚才我们已经定义了一个 Person 类,现在我们可以在 Main 方法中实例化该类型的对象。
实例化一个 Person 对象并调用其 SayHi 方法:
class Person {
int age;
string name;
public void SayHi() {
Console.WriteLine("Hi");
}
}
static void Main(string[] args)
{
Person p1 = new Person();
p1.SayHi();
}
//输出"Hi"
上面的代码声明了一个名为 p1 的 Person 对象,然后调用它公开的 SayHi()
方法。
注意调用对象里面方法的点(
.
)运算符了吗?调用对象的成员,使用点(.
)运算符。
【填空题】填空,实例化一个 Car 对象,并调用其 horn()
方法:
Car c = ___ Car();
___ ();
Car c = new Car(); c.horn();
3.3 对象属性的访问和赋值
你可以使用点运算符访问一个类的所有公开成员。
除了访问之外,还可以使用点运算符对对象的公开变量进行赋值。例如:
class Dog
{
public string name;
public int age;
}
static void Main(string[] args)
{
Dog bob = new Dog();
bob.name = "Bobby";
bob.age = 3;
Console.WriteLine(bob.age);
//输出3
}
【填空题】填空,将 dog 对象的 age 设置为 7:
Dog d = new Dog();
___ age = ___;
Dog d = new Dog(); d.age = 7 ;
4. 封装
4.1 封装
封装这个词在编程中的意思,更多是带有保护的意思。比如我们前面提到的银行账户类,我们会定义用户的余额,存款,和取款等各种方法,但是我们并不希望用户能直接修改余额这个变量,所以我们需要对这个类进行封装。
封装是通过使用访问修饰符来实现的。访问修饰符定义类成员的使用范围和可见性。
封装也称为信息隐藏。
【单选题】封装允许你:
A. 赋值给变量
B. 隐藏类实现的细节
C. 声明一个方法
4.2 访问修饰符
C# 支持以下访问修饰符: public, private, protected, internal, protected internal。
如前面的示例所示,Public 修饰符使成员可以从类的外部访问。
private 修饰符使得成员只能在 class 内部访问,对外部是隐藏。
protected 将在后面解释
【单选题】哪一个不是 C# 中的访问修饰符?
A. private
B. internal
C. closed
D. protected
4.3 封装一个类
下面我们来封装之前创建的银行账户类:
class BankAccount
{
private double balance=0;
public void Deposit(double n)
{
balance += n;
}
public void Withdraw(double n)
{
balance -= n;
}
public double Withdraw()
{
return balance;
}
}
我们对用户余额的字段 balance 使用了私有(private)访问修饰符,balance 将不能从外部直接访问,只能通过存款 Deposit()
,取款 Withdraw()
进行操作,以及查询 Withdraw()
进行访问。
这样做的目的是,是提高安全性。比如,我们可以在存取款的方法中添加各种身份和权限的验证,用户就不能随意修改个人的账户余额了。
封装的好处是:
- 复用性更高。
- 控制数据访问或修改的方式,提高安全性。
- 部分代码的修改不会影响整体,减少了耦合度。
【填空题】填空,声明 Person 类,隐藏年龄成员,并使其可以通过 GetAge 方法访问
___ Person {
private int age;
____ int GetAge() {
____ age;
}
public void SetAge(int n) {
age = n;
}
}
class public return
5. 构造函数
5.1 构造函数
构造函数是类的特殊成员方法,在实例化该类的新对象时就会执行。
构造函数的名称和类名是完全一致的,是公开的,没有任何返回类型。例如:
class Person
{
private int age;
public Person()
{
Console.WriteLine("Hi there");
}
}
下面,让我们来实例化该类:
static void Main(string[] args)
{
Person p = new Person();
}
// 输出"Hi there"
构造函数在很多情况下都很有用的。例如,你在创建 BankAccount 类型的对象时,向所有者发送电子邮件通知。
当然,使用方法也可以实现相同的功能,但是构造函数的优点是可以自动调用。
【单选题】构造函数在什么时候被调用?
A. 不能被调用
B. 在我们手动调用的时候
C. 实例化的时候
5.2 带参数的构造函数
构造函数对于设置某些成员变量的初始值非常有用。
默认的构造函数没有参数。不过,如果有需要的话,是可以为构造函数添加参数的。这样就可以在创建对象时为其分配一个初始值,例如:
class Person
{
private int age;
private string name;
public Person(string nm)
{
name = nm;
}
public string getName()
{
return name;
}
}
static void Main(string[] args)
{
Person p = new Person("David");
Console.WriteLine(p.getName());
}
//输出"David"
这样,我们在实例化一个对象的时候,就可以通过参数给对象一个初始值了。
通过使用不同数量的参数,构造函数可以像方法一样被重载。
【填空题】以下代码运行后最终输出的结果是:
class Dog
{
public Dog()
{ Console.WriteLine(1); }
public Dog(string name)
{ Console.WriteLine(name); }
}
static void Main(string[] args)
{
Dog d = new Dog("2");
}
2
6. 属性
6.1 属性
正如我们在前面的课程中所看到的那样,封装一个类的成员并仅通过公开(public)的方法提供对它们的访问是一个好习惯。
属性是用来提供更灵活来操作某些字段的值成员。属性可以像使用公开(public)成员一样使用,但实际上它们包含称为访问器的特殊方法。
属性的访问器包含帮助获取(读取或计算)或设置(写入)对应字段的可执行语句。 访问器声明可以包含 get 访问器,set 访问器两种:
class Person
{
private string name; //变量
public string Name //访问器
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
Person 类具有 Name 属性,该 Name 属性具有 set 和 get 访问器。
set 访问器用于为 name 变量赋值; get 用于返回其值。
value 是一个特殊的关键字,它表示我们使用 set 访问器分配给一个属性的值。
该属性的名称可以是任何你想要的,但是编码规定属性具有与大写字母相同的私有字段名称。
【多选题】以下哪些是属性的访问器?
A. undo
B. set✅
C. delete
D. get✅
6.2 属性的赋值和读取
一旦该属性被定义,我们可以使用它来对私有变量进行赋值和读取:
class Person
{
private string name;
public string Name
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
static void Main(string[] args)
{
Person p = new Person();
p.Name = "Bob";
Console.WriteLine(p.Name);
}
属性访问器的调用就跟访问其他公开成员一样,使用点(
.
) 运算符。
【填空题】填空,为年龄属性创建有效的访问器:
class Dog
{
private int age;
public int Age
{
___ {___ age; }
set { age = ___; }
}
}
get ; return ; value
6.3 属性的访问器
任何属性的访问者都可以省略。
例如,下面的代码创建一个只读的属性:
class Person
{
private string name;
public string Name
{
get { return name; }
}
}
【单选题】跳过哪个访问器可以创建一个只读属性?
A. set
B. return
C. get
6.4 使用属性的好处
那么,为什么要使用属性? 为什么不直接声明成员变量并直接访问呢?
通过属性,您可以选择控制访问变量的逻辑。
例如,您可以在将其分配给变量之前检查 age 的值是否大于 0:
class Person
{
private int age=0;
public int Age
{
get { return age; }
set {
if (value > 0)
age = value;
}
}
}
你可以使用 get 和 set 访问器来创建任何自定义逻辑。
【填空题】填空,创建一个只读属性 x,访问器的返回值应该是 x 的平方。
class A {
private int x=8;
public int X {
___ { return x ___ x; }
}
}
get *
6.5 属性的自动创建
当你不需要任何自定义逻辑时,C# 提供了一种通过属性声明私有成员的快速而有效的机制。
例如,要创建只能通过 Name 属性的 get 和 set 访问器访问的私有成员,可以使用以下语法:
public string Name { get; set; }
正如你所看到的,你不需要单独声明私有字段 Name,它可以由属性自动创建。Name也被称为自动执行的属性。
我们可以使用自动属性重写前面示例中的代码:
class Person
{
public string Name { get; set; }
}
static void Main(string[] args)
{
Person p = new Person();
p.Name = "Bob";
Console.WriteLine(p.Name);
}
// 输出"Bob"
【填空题】填空,创建一个名为 Age 类型为 int 的自动属性。
class Dog
{
public ___ Age { ___ set; }
}
int ; get;
7. 模块四测验
- 【单选题】一个类的对象存储在哪里?
A. stack(栈)
B. heap(堆)✅
C. property(属性)
- 【填空题】实例化 Cat 类的一个对象,将值 12 传递给构造函数,然后调用该对象的 Meow 方法
Cat c = ___ Cat(___);
___Meow();
new 12 c.
- 【单选题】为了使类的成员可以被外部访问,你应该声明为该成员为:
A. void
B. public✅
C. private
- 【单选题】下面描述,哪个是对的?
A. 一个对象是类的一个成员。
B. 一个对象是类的一个实例。✅
C. 一个对象是类的一个方法。
- 【填空题】为 Student 类创建一个公开的方法
Hello()
,该方法在控制台显示"Hi”
___Student {
___ void Hello() {
Console.WriteLine("hi");
}
}
class ; public
【填空题】声明一个具有一个参数的构造函数,并将参数赋值给 age
class Dog
{
private int age;
___ Dog(___ val)
{
age = ___;
}
}
public ; int ; val
【单选题】哪个访问器用来读取成员的值?
A. void
B. get✅
C. set
D. return
公众号:AI悦创【二维码】
AI悦创·编程一对一
AI悦创·推出辅导班啦,包括「Python 语言辅导班、C++ 辅导班、java 辅导班、算法/数据结构辅导班、少儿编程、pygame 游戏开发、Linux、Web、Sql」,全部都是一对一教学:一对一辅导 + 一对一答疑 + 布置作业 + 项目实践等。当然,还有线下线上摄影课程、Photoshop、Premiere 一对一教学、QQ、微信在线,随时响应!微信:Jiabcdefh
C++ 信息奥赛题解,长期更新!长期招收一对一中小学信息奥赛集训,莆田、厦门地区有机会线下上门,其他地区线上。微信:Jiabcdefh
方法一:QQ
方法二:微信:Jiabcdefh
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0