C# notes (2)

一、扩展方法

      有许多方法去扩展一个类，而如果没有源代码，怎么办？此时可以用扩喊方法，它允许改变一个类，但不需要类的源代码。扩展方法是静态方法，是类的一部分，尽管不在类的源代码中。比如，由于某种原因，程序集最初的源代码不能直接修改类TestClass，而又想为其添加一个NewMethod，此时可以创建一个静态类，把要添加的方法添加为静态方法。如：

namespace Sample1
{
    public class TestClass
    {
        public int Amount{get;set;}
    }
}

namespace Sample2
{
    public static class TestClassExtension
    {
        public static void NewMethod(this TestClass testClass, int amountToAdd)
        {
            testClass.Amount += amountToAdd;
        }
    }
}

  

      下面是使用扩展方法。在主程序中，NewMethod方法看起来是另外一个方法，它没有显示第一个参数，也不能对它进行任何处理：

TestClass instance = new TestClass();
instance.Amount = 10;
instance.NewMethod(20);

Console.WriteLine(instance.Amount);

  

二、C#中struct与class的异同

      1.值类型与引用类型

      结构（struct）是值类型：值类型在堆栈上分配地址，所有的基类型都是结构类型，例如：int   对应System.int32   结构，string 对应 system.string 结构，通过使用结构可以创建更多的值类型。

      类（class）是引用类型：引用类型在堆上分配地址。

      堆栈的执行效率要比堆的执行效率高，可是堆栈的资源有限，不适合处理大的逻辑复杂的对象。因为结构是值类型所以结构之间的赋值可以创建新的结构，而类是引用类型，类之间的赋值只是复制引用。

      虽然结构与类的类型不一样，可是他们的基类型都是对象（object）,c#中所有类型的基类型都是object；虽然结构的初始化也使用了 New 操作符可是结构对象依然分配在堆栈上而不是堆上，如果不使用“新建”(new)，那么在初始化所有字段之前，字段将保持未赋值状态，且对象不可用。

      2．继承性

      结构（struct）不能从另外一个结构或者类继承，本身也不能被继承，虽然结构没有明确的用sealed声明，可是结构是隐式的sealed。

      类（class）是完全可扩展的，除非显示的声明sealed   否则类可以继承其他类和接口，自身也能被继承。

      3．内部结构

      结构（struct）：没有默认的构造函数，但是可以添加构造函数；没有析构函数；没有 abstract 和 sealed（因为不能继承）；不能有 protected 修饰符；可以不使用 new 初始化；在结构中初始化实例字段是错误的。

      类（class）：有默认的构造函数；有析构函数；可以使用 abstract 和 sealed；有 protected 修饰符；必须使用 new 初始化。

 

三、IEnumerable和IEnumerator接口

      C#中，凡是实现了IEnumerator接口的数据类型都可以用 foreach 语句进行迭代访问。先来看看IEnumerable和IEnumerator接口的定义：

public interface IEnumerable
{
      //IEnumerable只有一个方法，返回可循环访问集合的枚举数。
       IEnumerator GetEnumerator()   ;
}

public interface IEnumerator
{  
      // 方法      
      //移到集合的下一个元素。如果成功则返回为 true；如果超过集合结尾，则返回false。
      bool MoveNext();     
      // 将集合设置为初始位置，该位置位于集合中第一个元素之前
      void Reset();

      // 属性：获取集合中的当前元素
      object Current { get; }
}

      如果我们的自定义数据类型派生于这两个接口，并实现接口中的方法，即可用foreach进行迭代。下面是一个示例：

struct point
{
    public int x;
    public int y;
}

class MyTestEnum : IEnumerable, IEnumerator
{
    private int index;
    private point[] points;

    // Constructor
    public MyTestEnum(int numOfPoints)
    {
        this.index = -1;
        points = new point[numOfPoints];

        for (int i = 0; i < points.Length; i++)
        {
            points[i].x = i;
            points[i].y = i * i;
        }
    }
    // 实现IEnumerable接口的GetEnumerator方法，返回一个IEnumerator
    // 这里返回我们的自定义类，因为要对这个类的对象进行迭代
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        return (IEnumerator)this;
    }
    // 实现IEnumerator接口的Reset方法
    public void Reset()
    {
        index = -1;
    }
    // 实现IEnumerator接口的Current属性
    public object Current
    {
        get
        {
            return points[index];
        }
    }
    //实现IEnumerator接口的MoveNext方法，用于向前访问集合元素，如果超出集合范围，返回false
    public bool MoveNext()
    {
        index++;
        return index < points.Length ? true : false;
    }
}

 

      在程序中可以直接对MyTestEnum对象中的points进行foreach迭代了

      MyTestEnum points = new MyTestEnum(10);

      foreach (point p in points)

            Console.WriteLine(p.x + " " + p.y);

 

      现在使用 yield return 语句，很容易实现允许以不同方式迭代集合的类。类Music可以用默认方式通过GetEnumerator()方法迭代music名，用Reverse()方法逆序迭代名字，用Subset()方法搜集子集：

public class Music
{
    string[] names = {"Tubular Bells", "Hergest Ridge", "Ommadawn", "Xin Lei"};

    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        for (int i = 0; i < 4; ++i)
        {
            yield return names[i];
        }
    }

    public IEnumerable Reverse()
    {
        for (int i = 3; i >= 0; --i)
        {
            yield return names[i];
        }
    }

    public IEnumerable Subset(int index, int length)
    {
        for (int i = index; i < index + length; ++i)
        {
            yield return names[i];
        }
    }
}

 

      迭代字符串数组的客户代码先使用GetEnumerator()方法，该方法不必再代码中编写，因为这是默认使用的方法。然后逆序迭代，最后将索引和要迭代的元素个数传给Subset()方法，来迭代子集：

Music musicNames = new Music();
foreach (string music in musicNames)
{
    Console.WriteLine(music);
}

Console.WriteLine("Reverse");
foreach(string music in musicNames.Reverse())
{
    Console.WriteLine(music);
}

Console.WriteLine("Subset");
foreach (string music in musicNames.Subset(2,2))
{
    Console.WriteLine(music);
}

 

      那IEnumerable和IEnumerator有什么区别？

      1、一个Collection要支持foreach方式的遍历，必须实现IEnumerable接口（亦即，必须以某种方式返回IEnumerator object）。
      2、IEnumerator object具体实现了iterator（通过MoveNext()，Reset()，Current）。
      3、从这两个接口的用词选择上，也可以看出其不同：IEnumerable是一个声明式的接口，声明实现该接口的class是“可枚举（enumerable）”的，但并没有说明如何实现枚举器（iterator）；IEnumerator是一个实现式的接口，IEnumerator object就是一个iterator。
      4、IEnumerable和IEnumerator通过IEnumerable的GetEnumerator()方法建立了连接，client可以通过 IEnumerable的GetEnumerator()得到IEnumerator object，在这个意义上，将GetEnumerator()看作IEnumerator object的factory method也未尝不可。

 

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