Essential.C#--第五章 类
在第一章中你已经看到了如何声明一个新类Helloworld。在第二章，你也也学习了C#内建的原类型。你也知道了控制流，还有如何声明方法。现在是时候讨论如何定义属于自己的类型了。这在任何C#程序都是核心结构。C#作为一个面向对象的语言是完全支持类和构建对象。
本章为你引入c#的面向对象编程方式。重点是如何定义类，这是对象的模板。
在前面的章节的程序结构一直都是面向对象的编程。不管怎样，用来包裹这些构造，你就能创建更大，更有组织的程序，并具有可维护性。从结构化，控制流程编程过渡到面向对象编程是革命性的变革。因为这提供了额外的组织形式。这带来的结果就是，小程序变的有点简单，但更重要的，这将能创建更大的程序，因为编程代码被更好的组织起来。
面向对象编程还有一个关键的特性是，避免从零编写一个新程序，你能收集从前工作中的对象，并扩展类的新特性，添加更多类，然后用新功能重组。
本章深入讨论C#是如何支持封装的。比如，类型，属性，还有访问修饰符。下一章在本章基础上，介绍继承和多态。
面向对象的编程
今天程序能成功的关键是，在越来越大的应用中用结构化的方式实施复杂的需求。面向对象的编程就提供了一套实现方法。预想将面向对象的程序转换成结构程序是很困难的。除了某些无意义简单的程序。
面向对象编程最基本的结构式类和对象。这是对现实世界的模块、模板概念的在编程中的抽象形式。比如，类型OpticalStorageMedia有一个方法Eject()用于从播放器中弹出CD/DVD。类OpticalStorageMedia就是对真实世界的程序化的抽象。
类依据三个面向对象的原则：封装，继承和多态。
封装
封装是将细节隐藏，当需要时就可以访问这些细节，对细节的合理封装，很容易让大程序理解。无意中修改被保护的数据，由于改变代码是在封装的边界内，代码就可以很容易保持。方法就是封装的例证。尽管可以将方法中的代码直接嵌入调用者代码中，不过，将代码重构编入方法提供了有益的封装。
继承
看看下面的例子，DVD是光学媒体的一种。它可以存储数字影片。CD是另一种有不同性质的光学媒体。它们两者的版权实现是不同的，并且存储容量也不同。不同的存储介质，都有特定的特性，不过都会有些基本功能，比如，支持文件系统，媒体文件是只读还是可写。
如果你为每个存储媒体定义一个类型。你就要定义一个类继承。这是一系列的is a关系。基础类是所有存储介质驱动器的源头。它可以是StorageMedia类。比如，CD，DVD，硬盘，软驱，等等都是StorageMedia类型。然而，CD和DVD并需要直接源自StorageMedia。而它们是源自一个中间类型，OpticalStorageMedia。你可以用UML来查看类继承图。
继承关系需要至少两个类，其中一个是更普遍的版本。在图5.1中，硬盘是更具体的版本,尽管HardDrive有许多特殊类型，它依然是StorageMedia。反之则说不通。StorageMedia类型不一定是hardDrive类型。图5.1中的继承关系中就包含了多个类。
特定类型是衍生类型或叫子类。而通用的类型叫基类或超类。在继承关系中类的另一种较常用的术语是父亲和子孙。前者是更通用的类。
从另一个类衍生或继承到特定的类型，是指自定义基类以便能面向特定用途。同理，基类是衍生类的通用实现。
继承的关键是，所有衍生类集成基类的成员。通常，基类的成员实现能够被修改。衍生类能包含基类的成员。
衍生类允许你以层级的关系组织你的类，孩子类会有比父亲类更多的特性。
多态
多态包含两个意思，一个是“多”另一个是“形式”。在对象的上下文中，多态的意思就是一个简单的方法或类型能有多种实现。如果你想有一个媒体播放器。它能播放音乐CD，DVD还有MP3.然而，这就需要依赖不同媒体类型精确实现Play()方法。在CD对象上调用Play()或在DVD播放，这都会播放音乐。所有的类型都知道其基类，OpticalStorageMedia，并都有各自的方法声明。多态是一个规范，类型能处理方法实现的细节，因为，在多个衍生类中都有方法出现，它们都共享基类中的同样的方法声明。
定义和类实例
定义一个类，首先用关键字class，后跟标示符。
清单5.1
————————————————————————
class Employee
{
}
————————————————————————
类中的代码都要包含在类声明之后的花扩号中。虽然这不是必须做的，但通常将类放入各自的文件中。这样就能很容易的找到特定类。习惯上，类名就是文件名。
一旦你定义了一个新类，你就能将它构建入framework中。换句话说，你能声明一个此类型的变量，或将这个新类作方法参数传递。
class Program
{class Employee
{ //... } static void Main() { Employee employee1, employee2;}
static void IncreaseSalary(Employee employee)
{ // ... }}
类声明下面的花括号划分出执行界限。
定义对象和类
在非正式的讨论中，对象和类是可以混用的。然而，对象和类却有着不同的意思。类是一个对象在运行期的模板。对象是一个类的实例。类就像一个模具，将会创建一个部件。对象就是模具对于的部件。从类创建对象的过程叫实例化，因为对象是类的实例。
你已经定义了一个新类，现在是实例化这个类型的时候了。C#使用new关键字类实例化一个对象
清单5.3
class Program
{class Employee
{ //... } static void Main() {Employee employee1 = new Employee();
Employee employee2;employee2 = new Employee();
IncreaseSalary(employee1);
}
static void IncreaseSalary(Employee employee)
{ // ... }}
不要吃惊，赋值能和声明语句在同一行，也可以分开操作。
不像原始类型，并没有直接指定Employee。代替的操作是，用new操作符来在运行时为Employee对象分配内存，实例化这个对象，并返回此实例的引用。
尽管分配内存是显式的，但并没有相应的回收内存的操作符。在程序结束以前，自动回收对象内存。垃圾回收器负责内存自动分配。由它确定没有被活动对象引用的对象，然后重新将内存分配给别的对象。内存会被系统重新分配，它并不是在编译时定位。
封装的第一季：用方法分组对象数据。
如果你收到用员工第一个名字做索引的卡片，用员工第二个名字做索引的卡片，还有一个用他们薪水做索引的卡片。这些卡片没什么价值，unless you knew that the cards were in order in each stack。所以，为了得到员工的全名就需要搜索两个卡片。
在非面向对象的语言上下文中，将一组项目装入一个封套中，同样面向对象编程将方法和数据一起装入对象。提供了一组类成员以便不再单独处理。
实例化字段
面向对象设计的一个关键目的就是将数据分组。本节讨论如何将数据加入类。在面向对象的术语中，类中存储数据的变量叫做成员变量，此术语仅对C#有效。更为精确的术语是字段，用内置类型为存储数据的单元命名。实例化字段是在类层次为对象要存储的数据声明一个变量。因此，联合就是字段类型和字段之间的关系。
声明一个实例字段
在清单5.4中，Employee已经被修改成包含三个字段的类：FirstName,LastName,Salary
清单5.4
class Employee
{ public string FirstName; public string LastName; public string Salary;}
对于增加的这些字段，employee类的实例可以存储一些基本数据。所以这些字段都用了public访问修饰符。字段上的public指示了除了employee以外别的类也可以访问这些字段。
和本地变量声明一样，一个字段的声明包含和字段相关的数据类型。此外，在声明期，会给字段分配一个初始值。
清单5.5
class Employee
{ public string FirstName; public string LastName;public string Salary = "Not enough";
}
访问一个实例字段
你可以设置或检索字段内的数据。然而，字段是不能包含static修饰符的。你能从对象上访问一个实例字段，而不能通过类直接访问。
实例方法
在类中提供了一个处理员工姓名格式化的方法，来替代main()方法中的WriteLIne()方法。这样做是符合类封装性的。
使用this关键字
你能获得类的实例成员引用的类。为了明确指示能访问的字段或方法。你需要使用this、this是一个简单内含字段，它返回对象本身。
class Employee
{ public string FirstName; public string LastName; public string Salary; public string GetName() {return FirstName + " " + LastName;
}
public void SetName(string newFirstName, string newLastName)
{ this.FirstName = newFirstName; this.LastName = newLastName;}
}
用代码格式避免歧义
在SetName()方法中，你不用使用this关键字，因为FirstName和newFirstName是显然不一样的。考虑另外一种情况，如果用FirstName代替newFirstName
清单5.10
class Employee
{ public string FirstName; public string LastName; public string Salary; public string GetName() {return FirstName + " " + LastName;
}
// Caution: Parameter names use Pascal casepublic void SetName(string FirstName, string LastName)
{ this.FirstName = FirstName; this.LastName = LastName;}
}
文件存储和载入
封装第二季：信息隐藏
除了将数据和方法一起封装入一个简单的单元。封装还可以隐藏一个对象的数据和行为的内部细节。在一定程度上，方法也是做这个事。方法声明是对所有调用者可见的。而内部实现是隐藏的。面向对象的编程也具有这个特性，然而，它提供了一个工具用来控制成员在类外部的现实范围。不将成员公开给类外部是私有成员。
在面向对象的编程中，封装不仅仅是分组数据和行为的术语，它还可以将数据隐藏在类内部以便最小限度的曝光类的访问。
访问修饰符的作用就是封装。使用public，你明确的指示了可以从Employee类的外部修改字段。换句话说，可以从Program类访问Employee类。
为了将Password字段隐藏，不让别的类触及到。你要使用private访问修饰符。这样在Program类中你就不能访问到Password字段了。
注意当没有为成员指定访问修饰符，默认的就是private。换句话说，成员默认是私有的。程序员需要明确指定成员为公有。
属性
在上一节，访问修饰符，演示了，如何使用private关键字封装一个密码，阻止从类的外部访问。这样的封装太彻底了。比如，有时你想定义一个字段，外部类只能读它，并不能改变它的值。还有，你可能要向类中写入某些数据，但你想验证数据。有太多的例子需要即时创建数据。
通常，编程语言会有这样的特性，将一个字段值为私有，然后为访问和修改数据分别提供getter和setter方法。
清单5.16
class Employee
{ private string FirstName; // FirstName getterpublic string GetFirstName()
{ return FirstName;}
// FirstName setterpublic void SetFirstName(string newFirstName)
{if (newFirstName != null && newFirstName != "")
{FirstName = newFirstName;
}
}
private string LastName; // LastName getterpublic string GetLastName()
{ return LastName;}
// LastName setterpublic void SetLastName(string newLastName)
{if (newLastName != null && newLastName != "")
{LastName = newLastName;
}
}
// ...}
这一改变，会影响编程的方式，你不再需要使用赋值操作符设置数据。
声明属性
C#为这种模式提供了实现语法。这种语法叫做属性
自动实现属性
C#3.0中，属性语法中包含一个精简版本。
命名习惯
用属性校验
只读属性和只写属性
在Get和Set上的访问修饰符
属性作为虚字段
静态
静态字段
为了定义一个在多个实例中都可以访问到的数据，需要使用static关键字。
在这个例子中，NextId字段声明包含static修饰符，所以这就叫做静态字段。而Id就是一个单纯存储位置。NextId在Employee类的实例中共享数据。
