Понятие класса и объекта в С#.

Понятие класса и объекта в С #

C# является полноценным объектно-ориентированным языком. Это значит, что программу на C# можно представить в виде взаимосвязанных взаимодействующих между собой объектов .

Описанием объекта является  класс , а объект представляет экземпляр этого класса .

По умолчанию проект консольного приложения по умолчанию содержит один класс Program , с которого и начинается выполнение программы.

Класс представляет новый тип, который определяется пользователем. Класс определяется с помощью ключевого слова  сlass :

[ атрибуты ] [ спецификаторы ] class имя_класса [ : предки ]

{тело_класса}

Класс можно определять внутри пространства имен, вне пространства имен, внутри другого класса. Классы помещаются в отдельные файлы.

Для того, чтобы воспользоваться классом, необходимо создать его  экземпляр . Экземпляр класса - это реальный объект, для которого выделена память и установлены значения всех свойств. Для класса "человек" экземпляром будет конкретный индивид со своим цветом волос, ростом, весом и номером паспорта.

Поместим новый класс в файле, где располагается класс Program. То есть файл Program.cs будет выглядеть следующим образом:

using System; 

namespace HelloApp

{    

class Person    

{             

}    

class Program    

{        

static void Main(string[] args)        

{                     

}    

}

}

Спецификаторы определяют свойства класса, а также доступность класса для других элементов программы.

Спецификаторы со второго по шестой называются спецификаторами   доступа . Они определяют, откуда можно непосредственно обращаться к данному классу. Спецификаторы доступа могут комбинироваться с остальными спецификаторами.

Класс можно описывать непосредственно внутри пространства имен или внутри другого класса. В последнем случае класс называется вложенным. В зависимости от места описания класса некоторые из этих спецификаторов могут быть запрещены. Будем рассматривать классы, которые описываются непосредственно в пространстве имен. Для таких классов допускаются только два спецификатора:  public  и  internal . По умолчанию, то есть если ни один спецификатор доступа не указан, подразумевается спецификатор  internal .

Объекты создаются явным или неявным образом, то есть либо программистом, либо системой. Программист создает экземпляр класса с помощью операции new , например:

Demo a = new Demo (); // Создается экземпляр класса Demo

Для каждого объекта при его создании в памяти выделяется отдельная область, в которой хранятся его данные. В классе могут присутствовать  статические элементы , которые существуют в единственном экземпляре для всех объектов класса. Статические данные часто называют данными класса , а остальные - данными экземпляра . Для работы с данными класса используются статические методы класса , для работы с данными экземпляра -  методы экземпляра , или просто методы .

В общем случае класс может содержать следующие функциональные элементы:

• Данные : переменные или константы.
• Методы , реализующие не только вычисления, но и другие действия, выполняемые классом или его экземпляром.
• Конструкторы (реализуют действия по  инициализации экземпляров  или класса в целом).
• Свойства (определяют характеристики класса в соответствии со способами их задания и получения).
• Деструкторы (определяют действия, которые необходимо выполнить до того, как объект будет уничтожен).
• Индексаторы (обеспечивают возможность доступа к элементам класса по их порядковому номеру).
• Операции (задают действия с объектами с помощью знаков операций).
• События (определяют уведомления, которые может генерировать класс).
• Типы (типы данных, внутренние по отношению к классу).

Вся функциональность класса представлена его членами - полями (Полями называются переменные класса), свойствами, методами, событиями . Например, определим в классе Person поля и метод:

using System;

namespace HelloApp

{

     class Person

     {

         public string name; // имя

         public int age;     // возраст

         public void GetInfo()

         {

             Console.WriteLine($" Имя : {name}  Возраст : {age}");

         }

}

class Program

     {

         static void Main(string[] args)

         {

             Person tom;

             Console.ReadKey();

         }

     }

}

В данном случае класс Person представляет человека. Поле name хранит имя, а поле age - возраст человека. А метод GetInfo выводит все данные на консоль. Чтобы все данные были доступны вне класса Person переменные и метод определены с модификатором public.

Так как класс представляет собой новый тип, то в программе мы можем определять переменные, которые представляют данный тип. Так, здесь в методе Main определена переменная tom, которая представляет класс Person. Но пока эта переменная не указывает ни на какой объект и по умолчанию она имеет значение  null . Поэтому вначале необходимо создать объект класса Person.

Person tom = new Person();

Данные: поля и константы

Данные, содержащиеся в классе, могут быть  переменными  или  константами . Задаются они в соответствии с правилами, рассмотренными для имен переменных. При описании данных также можно указывать атрибуты и спецификаторы, задающие различные характеристики элементов.

Синтаксис описания элемента данных:

[атрибуты] [спецификаторы] [const] тип имя [ = начальное значение ]

По умолчанию элементы класса считаются закрытыми private . Для полей класса этот вид доступа является предпочтительным, поскольку поля определяют внутреннее строение класса, которое должно быть скрыто от пользователя. Все методы класса имеют непосредственный доступ к его закрытым полям.

Поля, описанные со спецификатором static , а также константы существуют в единственном экземпляре для всех объектов класса, поэтому к ним обращаются через имя класса . Обращение к полю класса выполняется с помощью операции доступа (точка). Справа от точки задается имя поля, слева - имя экземпляра для обычных полей или имя класса для статических. Рассмотрим пример создания класса  и два способа обращения к его полям.

class Circle

{

public int x=0;

public int y=0;

public int radius=3;

public const double pi = 3.14;

public static string name = " Окружность ";

double p;

double s;

}

class Program

{

static void Main()

{

Circle cr = new Circle(); // создание экземпляра класса

Console.WriteLine("pi=" + Circle.pi);// обращение к константе

Console.Write(Circle.name);// обращение к статическому полю

//обращение к обычным полям

Console.WriteLine(" с центром в точке ({0},{1}) и радиусом {2}", cr.x, cr.y, cr.radius);

// Console.WriteLine(cr.p); - вызовет ошибку, т.к. поле p имеет тип private

Console.Write("Введите коэффициент= ");

int kof = int.Parse(Console.ReadLine());

cr.x -= kof; cr.y += kof; cr.radius *= kof;

Console.WriteLine(" Новая окружность с центром в точке ({0},{1}) и радиусом {2}",

cr.x, cr.y, cr.radius);

//cr.s = 2 * Circle.pi * cr.radius; - вызовет ошибку, т.к. поле s имеет тип private

}

}

Методы

Методы находятся в памяти в единственном экземпляре и используются всеми объектами одного класса совместно, поэтому необходимо обеспечить работу методов нестатических экземпляров с полями именно того объекта, для которого они были вызваны. Для этого в любой нестатический метод автоматически передается скрытый параметр this , в котором хранится ссылка на вызвавший функцию экземпляр.

Ключевое слово  this  представляет ссылку на текущий экземпляр класса.

В явном виде параметр  this  применяется для того, чтобы возвратить из метода ссылку на вызвавший объект, а также для идентификации поля в случае, если его имя совпадает с именем параметра метода.

class Circle

{

public int x=0;

public int y=0;

public int radius=3;

public const double pi = 3.14;

public static string name = " Окружность ";

public Circle T() //метод возвращает ссылку на экземпляр класса

{

return this;

}

public void Set(int x, int y, int r)

{

this.x = x;

this.y = y;

radius=r;

}

}

class Program

{

static void Main()

{

Circle cr = new Circle(); // создание экземпляра класса

Console.WriteLine("pi=" + Circle.pi);// обращение к константе

Console.Write(Circle.name);// обращение к статическому полю

//обращение к обычным полям

Console.WriteLine(" с центром в точке ({0},{1}) и радиусом {2}", cr.x, cr.y, cr.radius);

cr.Set(1, 1, 10);

Console.WriteLine("Новая окружность с центром в точке ({0},{1}) и радиусом {2}",

cr.x, cr.y, cr.radius);

Circle b=cr.T();//получаем ссылку на объект cr, аналог b=c

Console.WriteLine("Новая ссылка на окружность с центром в точке ({0},{1})

и радиусом {2}", b.x, b.y, b.radius);

}

}

Благодаря такой системе модификаторов доступа можно скрывать некоторые моменты реализации класса от других частей программы. Такое сокрытие называется  инкапсуляцией .

Инициализаторы объектов

Для инициализации объектов классов можно применять инициализаторы. Инициализаторы представляют передачу в фигурных скобках значений доступным полям и свойствам объекта:

Person tom = new Person { name = "Tom", age=31};

tom.GetInfo();          // Имя : Tom  Возраст : 31

С помощью инициализатора объектов можно присваивать значения всем доступным полям и свойствам объекта в момент создания без явного вызова конструктора.