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C#面向对象编程基础及泛型与集合的应用

面向对象编程

泛型

集合框架

LINQ

需积分: 0 0 下载量 79 浏览量 2024-10-22 23:26:56 上传评论收藏 421KB PDF 举报

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内容概要：本文详细介绍了 C# 中面向对象编程的基础概念，包括类与对象、继承与多态、封装与抽象。此外，还涵盖了 C# 中的泛型概念及其优势，集合框架的使用，特别是 List 和 Dictionary 的创建、操作与性能比较。文中通过多个代码示例，展示了如何使用泛型集合和泛型接口，以及如何结合 LINQ 进行高效的数据处理。适合人群：具有 C# 编程基础的开发人员，特别是希望深入了解面向对象编程、泛型和集合框架的技术人员。使用场景及目标：① 掌握 C# 中面向对象编程的核心概念；② 学习泛型的定义、优势及其在实际项目中的应用；③ 了解集合框架的各种类型及其常见操作；④ 结合泛型和 LINQ 提高数据处理的效率和安全性。阅读建议：本文内容丰富，涉及面广，建议读者逐一阅读各个章节，动手实践代码示例，以加深理解和掌握相关概念。

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面向对象编程语言：C#：C#中的集合与泛型

1 面向对象编程基础

1.1 C#中的类与对象

在 C#中，类是面向对象编程的核心概念，它定义了对象的属性和方法。对

象是类的实例，每个对象都有自己的状态和行为。下面通过一个简单的例子来

说明如何在 C#中定义一个类并创建对象。

定义一个名为

Person

的类

public class Person

{

定义属性

public string Name { get; set; }

public int Age { get; set; }

定义构造函数

public Person(string name, int age)

{

Name = name;

Age = age;

}

定义方法

public void SayHello()

{

Console.WriteLine($"Hello, my name is {Name} and I am {Age} years old.");

}

创建

Person

类的对象

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Person person1 = new Person("Alice", 30);

person1.SayHello(); //

输出

: Hello, my name is Alice and I am 30 years old.

}

在这个例子中，Person 类定义了 Name 和 Age 两个属性，以及一个构造函

数和一个 SayHello 方法。在 Main 方法中，我们创建了 Person 类的一个实例

person1，并调用了它的 SayHello 方法。

1.2 继承与多态

继承是面向对象编程的另一个关键特性，它允许一个类继承另一个类的属

性和方法。多态则允许子类重写或扩展父类的方法，从而实现不同的行为。下

面的例子展示了如何在 C#中使用继承和多态。

定义一个基类

Animal

public class Animal

{

public virtual void MakeSound()

{

Console.WriteLine("The animal makes a sound");

}

定义一个子类

Dog

，继承自

Animal

public class Dog : Animal

{

public override void MakeSound()

{

Console.WriteLine("The dog barks");

}

定义一个子类

Cat

，继承自

Animal

public class Cat : Animal

{

public override void MakeSound()

{

Console.WriteLine("The cat meows");

}

创建对象并调用多态方法

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Animal myAnimal = new Animal();

Animal myDog = new Dog();

Animal myCat = new Cat();

myAnimal.MakeSound(); //

输出

: The animal makes a sound

myDog.MakeSound(); //

输出

: The dog barks

myCat.MakeSound(); //

输出

: The cat meows

}

在这个例子中，Animal 类定义了一个虚拟方法 MakeSound，Dog 和 Cat 类

分别继承了 Animal 类并重写了 MakeSound 方法。在 Main 方法中，我们创建了

Animal、Dog 和 Cat 类的对象，并调用了它们的 MakeSound 方法，展示了多态

的特性。

1.3 封装与抽象

封装是将对象的属性和方法隐藏起来，只对外提供公共接口的过程。抽象

类和接口是实现封装和多态的工具，它们定义了类必须实现的方法，但不提供

具体实现。下面的例子展示了如何在 C#中使用封装和抽象。

定义一个抽象类

Shape

public abstract class Shape

{

public abstract double Area { get; }

}

定义一个子类

Circle

，继承自

Shape

public class Circle : Shape

{

public double Radius { get; set; }

public Circle(double radius)

{

Radius = radius;

}

public override double Area

{

get { return Math.PI * Radius * Radius; }

}

定义一个子类

Rectangle

，继承自

Shape

public class Rectangle : Shape

{

public double Width { get; set; }

public double Height { get; set; }

public Rectangle(double width, double height)

{

Width = width;

Height = height;

}

public override double Area

{

get { return Width * Height; }

}

创建对象并使用封装的属性

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Circle circle = new Circle(5);

Console.WriteLine($"Circle area: {circle.Area}"); //

输出

: Circle area: 78.53981633974483

Rectangle rectangle = new Rectangle(4, 6);

Console.WriteLine($"Rectangle area: {rectangle.Area}"); //

输出

: Rectangle area: 24

}

在这个例子中，Shape 是一个抽象类，它定义了一个抽象属性 Area。Circle

和 Rectangle 类分别继承了 Shape 类，并实现了 Area 属性的具体计算方法。在

Main 方法中，我们创建了 Circle 和 Rectangle 类的对象，并访问了它们的 Area

属性，展示了封装和抽象的使用。

通过以上三个模块的介绍，我们了解了 C#中面向对象编程的基础概念，包

括类与对象、继承与多态、封装与抽象。这些概念是构建复杂应用程序的基石，

掌握它们对于深入学习 C#和面向对象编程至关重要。

2 泛型概念

2.1 泛型的基本介绍

泛型是 C#中一种强大的特性，它允许我们编写可以处理多种类型数据的类、

接口和方法，而无需为每种类型重复编写代码。通过使用泛型，我们可以创建

高度可重用的组件，这些组件在编译时会针对特定类型进行实例化，从而提供

类型安全和性能优势。

2.1.1 泛型的优势

1. 类型安全：泛型确保在编译时类型检查，避免了运行时类型错误。

2. 代码重用：可以为多种类型重用相同的代码逻辑。

3. 性能提升：泛型避免了装箱和拆箱操作，减少了运行时的开销。

2.1.2 泛型的使用

在 C#中，我们使用尖括号<>来定义泛型类型参数。例如，一个泛型类的定

义如下：

public class GenericClass<T>

{

private T data;

public GenericClass(T data)

{

this.data = data;

}

public T GetData()

{

return data;

}

在这个例子中，T 是一个类型参数，表示“类型”。当我们实例化

GenericClass 时，我们可以指定 T 的具体类型：

var intClass = new GenericClass<int>(10);

var stringClass = new GenericClass<string>("Hello");

2.2 泛型类型与方法

2.2.1 泛型类型

泛型类型允许我们定义可以处理任何类型数据的类。例如，一个泛型栈的

实现：

public class Stack<T>

{

private List<T> items = new List<T>();

public void Push(T item)

{

items.Add(item);

}

public T Pop()

{

if (items.Count == 0)

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