4.5 类和结构

C#支持面向对象的所有关键概念：封装、继承和多态性等。整个C#的类模型建立在.NET虚拟对象系统之上，对象模型是.NET Framework基础架构的一部分，而不再是编程语言的一部分。

4.5.1 定义类和结构

类和结构都可以包含构造函数、常数、字段、方法、属性、索引器、运算符、事件和嵌套类型等，但结构是值类型，而类是引用类型。在使用与声明类和结构时，需要注意下面几点。

● 不能声明结构的默认（无参数）构造函数，系统总是提供默认构造函数将结构成员初始化为它们的默认值，不需要再显式地声明。

● 在结构中，不能初始化实例字段。

● 结构不能像类那样继承。

● C#仅允许单个继承，也就是说类只能从一个基类继承实现。但是一个类可以实现一个以上的接口，即类最多继承一个类，但可以继承多个接口。

● 结构类型永远不会是抽象的（抽象的概念将在4.5.6节介绍）。

● 使用new运算符创建结构对象时，将创建该对象的实例，并且调用适当的构造函数。

下面是一个定义类和结构的例子。

程序中分别创建了一个NameClass和一个NameStruct实例，并分别调用了SetName()方法设值和GetName()方法取值。运行结果为：

在此例中，类和结构还没有太大的差别。

4.5.2 定义属性

类和结构都可以定义属性。属性的定义通常包含两个部分。

● 专用数据成员的定义。

● 使用属性声明语法对公共属性进行的定义。该语法通过get和set访问函数将专用数据成员和公共属性关联起来。

在定义属性时，不能申明为void类型，即属性必须具有一个名称和一个类型。set函数常使用关键字value，value的类型必须同它被分配到的属性的声明类型相同。

下面的程序段为类定义了一个Name属性。

属性定义中通常包含专用数据成员，但这不是必须的。get访问器不用访问专用数据成员也可以返回值。

4.5.3 定义索引器

索引器允许类或结构的实例按照与数组相同的方式进行索引。索引器类似于属性，和前述属性的区别在于索引器可以带有参数。this关键字用于定义索引器。

下面是一个使用索引器的例子。

运行结果为：

如果将程序中被注释掉的语句恢复，再次执行时将会引发异常。类IntArr中定义了一个整数数组buf来保存数据，并定义了索引器来访问buf，如果索引超出数组的范围，则抛出异常。

本例中索引器的参数为数组的下标。这只是使用索引器的一种情况，其实索引器不必根据整数值进行索引，完全可以由用户自行定义特殊的查找机制。

4.5.4 方法重载

重载的概念本书不再介绍，仅用一个例子演示方法的重载。

程序中定义了两个类：Student和GoodStudent。GoodStudent从Student继承。Student中定义了方法SetMess ()，在GoodStudent中重新实现（重载）了该方法。

运行结果为：

4.5.5 使用ref和out类型参数

ref关键字使参数按引用方式传递。若要使用ref类型的参数，只能将变量作为ref参数显式地传递到被调函数。在调用函数之前，ref参数必须先初始化。当从被调函数退出时，在被调函数中对参数所做的任何更改都将反映在该变量中。

与ref类似，out关键字同样使参数按引用方式传递。不同之处在于：ref参数要求变量必须在传递之前进行初始化，而out参数则不必；out参数必须在被调函数内、函数结束之前，即传出值之前初始化，而ref参数则不必。请看下面实例。

运行结果为：

4.5.6 抽象类和接口

抽象类是用abstract修饰符修饰的类，表示该类是不完整的，它只能用作基类。抽象类与非抽象类在以下方面是不同的。

● 抽象类不能直接实例化，对抽象类使用new操作符会编译出错。虽然一些变量和值在编译时的类型可以是抽象的，但是这样的变量和值必须或者为null，或者含有对非抽象类的实例的引用。

● 允许（但不要求）抽象类包含抽象成员。

● 抽象类不能被密封（密封的类不能被继承）。

当从抽象类派生非抽象类时，非抽象类必须真正实现所继承的所有抽象成员（重写那些抽象成员），例如：

抽象类A引入抽象方法F。类B引入另一方法G，但由于它不提供F的实现，B也必须声明为抽象类。类C重写F，并提供一个具体实现。由于C中没有抽象成员，因此可以（但并非必须）声明为非抽象类。

接口定义一个协定，实现某接口的类或结构必须遵守该接口定义的协定，一个类或结构可以实现多个接口。

在.NET Framework中，接口可以包含方法、属性、事件和索引器。接口本身不提供它所定义的成员的实现。接口只指定实现该接口的类或结构必须提供的成员，实现接口的任何类都必须提供接口中所声明的抽象成员的定义。