C#变量存储（栈和堆），变量作用域，属性，构造函数，修饰符，类，类继承

今日份主要内容：

1. 变量存储（栈和堆），变量作用域，属性

2. 构造函数，修饰符

3. 类，类继承

变量存储（栈和堆）

在C#中，变量存储到两个地方：堆（Heap），栈（Stack），栈和堆是两种内存管理方式。

• 堆的特点：在C#里叫托管堆，受CLR管理，相对安全。用于动态分配内存（引用类型），大小不固定，GC垃圾回收机制自动回收。

• 栈的特点：数据使用之后自动销毁，用的时候可以修改，用完之后就会自动清理掉，它不是被GC清理的，而是由系统自动分配和释放。存放局部变量，对象的引用地址等。用于存储方法中的变量（值类型）。

  内存堆栈和数据堆栈

• 堆栈有两个概念：内存堆栈和数据堆栈。内存堆栈就是内存的两个逻辑分区。数据堆栈是一种先进后出的数据结构，主要是说栈区。

  内存泄漏

  栈和堆存满了会有内存泄露的风险。

• 栈区：

  1. 算法没写好,函数调用太多了:比如死循环，无限循环的递归调用，会报StackOverflow异常；
  2. 写的程序有错误，不小心在栈上分配了太多内存，即栈内存溢出问题)；

• 堆区：很大(数G)，不会爆，未回收可能会造成内存泄漏(C#中有垃圾收集器，不需要手动释放)。

栈和堆的详细区别：

1. 栈上存储的数据量少，一般1-2M，堆上存储的数据量大，但是栈区上的数据访问速度比堆快。

2. 栈上的空间是有顺序的，是连续的，先进后出。而堆上的空间是无序的，散列的。

   值类型数据存储到栈上。值类型包括：基本数据类型（int、long、float、char、bool）、枚举类型（enum）、结构类型（struct）。

   引用类型的数据存储到堆上。引用类型包括：类（基类Systekm.Object、字符串string、自定义类class）、接口（interface），数组（int[]\string[]）。

   引用类型会把数据的值存在堆上，而在栈存储的仅仅是个地址。栈上的地址就相当于指针，也可称引用或指针。

代码说明：

string str = "hello";

• str地址存在栈上，hello存在堆上。栈区的内存是有顺序的，堆上的内存是碎片化的。栈上存的地址和堆上的值有联系，通过栈上分配的空间存的地址可以去堆上去找到某个值。

• 堆上的值进行修改时，原来的旧值就会变成游离值。这个"hello"依靠GC垃圾回收机制进行回收，.NET框架特有的GC垃圾回收机制，所以不用担心内存满了之后的内存泄漏问题。

 // string虽然是引用类型，在栈上分配一个地址，在堆上分配一个值。
 
 // 默认同一个值在堆上只占一个空间，指向的是同一个hello。理论上修改str1会影响str2，但实际上不是这样的。
 
 // 为什么修改了str1不会影响str2？
 
 // string比较特殊，str1和str2会使用常量池。
 
 string str1 = "hello";
 
 string str2 = "hello";
  
 Console.WriteLine("str1的值：" + str1 + ",str2的值：" + str2);
 
 str1 = "HELLO";
 
 // 在修改str1之前，str1和str2同时指向堆上的“hello”空间。修改了str1后，给str1在堆重新分配了新的空间“HELLO”,而原来的空间给str2自己单独使用了。
 
 Console.WriteLine("str1的值：" + str1 + ",str2的值：" + str2);

• 当其中一个改变时，它就会在常量池里新建一个，修改了str1后，给str1在堆重新分配了一个新的空的“HELLO”。常量池就是为了节省堆区的空间。

​ 堆上的变量，长期不使用，或者赋值为null的时候，GC就会回收它。

str1 = null;

str2  = ""；//空字符串

​ 一个字符串里什么都不写就是空的意思。

​ null不分配空间，而“”分配了空间，只不过这个空间里什么都没放，等一会儿不会被GC回收。

GC垃圾回收机制

1. 找到内存中的垃圾；
2. 回收垃圾，让程序能再次利用这部分空间。

c和c++忘记回收内存就会需要自己分配内存，c#不需要去干预。

参考：

深入理解C#中的堆(Heap)与栈(Stack)，一次性全都掌握！_c# 堆栈-CSDN博客

C# 堆和栈_c#堆栈-CSDN博客

一文搞懂七种基本的GC垃圾回收算法 - 知乎 (zhihu.com)

变量作用域

​ 两种作用域：局部作用域（靠大括号{}控制的） 成员作用域(靠修饰符来控制的)

• 局部作用域是在方法内，语句内，或者方法签名（参数列表）中定义的变量的可访问区域。

• 成员作用城是在类或结构体中定义的变量的可访问区域。

  方法里面都有形参，形参的作用域跟函数的作用域一样。在花括号内可以使用，在外面不可以使用。

  提醒：if，while的花括号没有作用域的作用，只是一个范围，类的花括号有作用域的效果。

  语句块for的作用域也不是函数的作用域，在花括号里面，跟函数的局部变量不一样。

  C#方法签名是方法声明的一部分，包括方法名、返回类型以及参数列表。每个方法签名在类内部必须是唯一的，这保证了方法的重载功能。

	 internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 10; // 局部的作用域，a只能在Main方法中使用，超出此方法范围无效。

            Student s1 = new Student(1, "张三"); 				// 调用有参构造函数
            
            Student s2 = new Student()
            {
                Id = 2, 
                Name = "李四"
            }; 
            // 调用无参构造函数

            s2.Id = 11;
            Console.WriteLine(s2.Id);

            Console.ReadKey();
        }

        // 形参的作用域：函数的作用域
        static void Mehtod1(int x, int y )
        {
            int a = 10; // 此a和Main中的a不在同一个作用域中。

            // 语句块的作用域
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
            //Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

​ 方法可以是私有的，也可以是公开的。方法如果是类内部自己使用，就可以定义成私有。

属性

 // 属性，一般公开的
 //public int Id { get; set; }  // 自动属性，get和set访问器是自动的。简写，语法糖。

 // 完整的属性的写法
 private int _id;// 字段，一般是私有，建议小写, 或带下划线，如：_id。字段的private去掉也可以，默认是私有的。
 public int Id
 {
     get { return _id*2; }  // set访问器获取值时执行
     set {
         if (value > 10)
         {
             throw new Exception("id不能设置10以上");
         }
         _id = value;
    	 }  // set访问器设置值时执行。value为内置的变量，关键字，用来接收属性更改的值。
 }

简写的写法就是语法糖，get在获取值的时候执行，取Id值的时候执行；set在设置值，也就是赋值的时候执行。

value是一个内置的变量，关键字，用来接收属性更改的值。

1. 自动属性的快捷方式：prop===》property属性，propfull完整的属性。
2. 属性的默认值，没有赋值的时候，会默认为该类型的默认值。

简写和展开写的区别：

• 完整的属性的写法优势在于：数据校验，可以让value限定在一个范围内，抛出异常。还可以进行格式化，转换一下数据输出的格式“￥”+id。设置默认值，只需要给私有字段进行赋值 id=100。

• 自主属性的写法优势在于简洁，不需要借助私有字段就可以实现属性。

构造函数

​ 构造函数，名称必须和类名一样，没有返回值。如果类不明确创建构造函数，则默认有一个无参数的构造函数。实例化的时候初始化，第一次赋值。

​ 构造函数可以有多个，有无参构造函数和有参构造函数之分。

​ 方法或构造函数中的默认值注意细节：从前后往设置第一参数默认值时，后面都必须有默认值，从后往前设置最后一个参数默认值时，前面不必有默认值。不能间隔。

​ 即：可选参数必须出现在所有必选参数后。

​ 构造函数在创建对象时执行。Student s = new Student();

 public class Student
 {
     public Student()
     {
     
	 }

	 public Student(int id,string name)
 	{
     	// 把构造函数传递的参数，赋值给属性。
    	 this.Id = id;  
    	 Name = name;
 	}
 }

​ this就是当前类实例化的对象。形参的命名风格一般用小驼峰，如果id重名了，就要用this进行区分。

• 有参构造函数通过构造函数形参进行初始化，无参构造函数通过{}给属性初始化，同时使用时通过形参传递的优先。
• 调用有参数的构造函数时有默认值的可以不用填写参数。

	new Student(1,"张三",true,18,new DateTime(2024,7,22))；

	new Student(){ Id=3, Name="张三", Sex=true, Age=20, Birthday=new DateTime(2024,5,22)}；

修饰符

​ 修饰符可以用来类、属性，字段，方法等元素（对象）上。

​ 修饰符：private私有, protect 保护的, public 公开的, internal 内部的

• public 任何地方，类体内部或外部都能使用，继承的子类中也可以使用。

• private 私有的，只能在类体内部使用。

• protect 保护的，在本类中使用，派生类中能使用。

• internal 内部的：内部（程序集内部，.exe或.dll）

  范围：public>internal>protected>private

  修饰符可以组合，如：public static, 但public internal这样组合不对。

  一个类默认为internal，类成员默认为private。

1. 开发程序集；
2. 在其他项目中引用；右键添加引用，选择程序集。
3. 在使用的类中加载，using后面跟上程序集的名字，程序集的名字默认为命名空间的名字。
4. 右键单击程序集名字，在文件资源管理器中打开文件夹，可以看到生成的程序集dll。

类

​ 类的定义：

• 类文件的命名使用大驼峰。一般会加上一个三斜杠注释，xmal注释。

• 习惯性的定义顺序：

  构造函数，属性，方法

类继承

​ 继承是面向对象的编程语言的一项功能，可以方便定义提供特定功能（数据和行为）的基类，定义继承或重写此功能的派生类。

​ 面向对象三大特殊：继承（代码复用，方便维护），封装（代码复用），多态（其中一种表现：重载）

• 基类：父类 A派生B

• 派生类：子类

  ​

​ 怎么定义一个继承呢？

​ public class XXX : AAA

• 每一个类的构造函数不能被继承。子类可以继承基类的属性和方法，但不能继承基类的默认构造函数。
• 继承过来的成员有两种处理结果：不变，变（扩展成员，修改成员，删除成员）。
• 私有的方法不能被子类继承过去，不能打点调用。在子类中可以访问protected成员。
• 保护的方法可以被继承，只能在本类和派生类中被调用，不能在外面被访问。

​ base基类，想在子类中访问父类成员的时候：

base.XXX; base.asd();

​ 调用类里面的方法，要先实例化类，然后打点调用方法。

​ 所有的对象都有继承链，所有类没有明确继承其他自定义类时，默认继承了Object。

​ 对象子类也是基类的类型。

​ 关于类型转换：

• 引用类型，类，子类可以隐式转换为父类，子类可以强制转换成父类，但只用于引用类型转换的as可以不用写。as转不成功，它不会报错，转为null。
• 在值类型里，小范围的可以隐式转换为大范围的。用小括号（）进行强制转换。