C#面向對象高級編程2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTINGWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKUDESIGNWENKU目錄CATALOGUE引言面向對象編程基礎C#高級特性設計模式在C#中的應用C#與.NET框架的結合C#面向對象高級編程實踐引言PART01123通過深入學習C#面向對象編程的核心概念和高級特性，提升編程能力和解決問題的能力。掌握C#面向對象高級編程技能隨著軟件開發行業的快速發展，掌握C#面向對象高級編程技能有助于更好地適應行業的需求和變化。適應軟件開發行業的需求運用面向對象編程的思想和設計模式，可以開發出更加模塊化、可擴展和可維護的軟件系統。提高軟件質量和可維護性目的和背景介紹對象、類、封裝、繼承、多態等面向對象編程的基本概念。面向對象編程的基本概念C#中的類和對象訪問修飾符和封裝繼承和多態詳細講解C#中如何定義類、創建對象以及使用對象的屬性和方法。探討C#中的訪問修飾符（public、private、protected、internal）以及如何實現封裝。深入剖析C#中的繼承機制和多態性的實現方式，包括方法重寫、虛方法和抽象方法等。C#面向對象編程概述面向對象編程基礎PART02類和對象類（Class）類是創建對象的模板，它定義了對象的屬性和方法。在C#中，使用`class`關鍵字來定義一個類。對象（Object）對象是類的實例，具有類定義的屬性和行為。通過使用`new`關鍵字和類的構造函數，可以創建類的實例。封裝（Encapsulation）封裝是面向對象編程的一個重要特性，它隱藏了對象的內部狀態并實現了對外部的代碼的訪問限制。在C#中，使用訪問修飾符（如`public`、`private`、`protected`等）來控制類成員的可見性和訪問權限。屬性和方法屬性是類的成員變量，用于存儲對象的狀態。方法是類的成員函數，用于執行特定的操作或行為。通過使用訪問修飾符，可以將屬性和方法封裝在類內部，并對外提供有限的訪問接口。封裝繼承（Inheritance）繼承允許一個類繼承另一個類的屬性和方法，從而實現代碼的重用和擴展。在C#中，使用`:`符號來表示繼承關系，子類可以繼承父類的非私有成員，并可以添加新的屬性和方法或重寫父類的方法。基類和派生類基類是被繼承的類，派生類是繼承基類的類。基類定義了通用的屬性和方法，而派生類通過繼承基類來擴展或修改這些屬性和方法。繼承多態多態（Polymorphism）：多態允許以統一的方式處理不同類型的對象，使得代碼更加靈活和可擴展。在C#中，多態可以通過虛方法、抽象方法和接口實現。虛方法和重寫：虛方法是在基類中聲明的方法，使用virtual關鍵字標記。派生類可以使用override關鍵字重寫虛方法，以實現自己的邏輯。抽象方法和抽象類：抽象方法是只有聲明沒有實現的方法，使用abstract關鍵字標記。抽象類是不能被實例化的類，它包含抽象方法或虛方法的聲明。派生類必須實現抽象類中的所有抽象方法。接口：接口定義了一組方法的契約或規范，但沒有實現。在C#中，使用interface關鍵字定義接口。類可以實現一個或多個接口，并提供接口中定義的方法的具體實現。通過實現相同的接口，不同的類可以以統一的方式處理和使用。C#高級特性PART03泛型集合提供了一組泛型集合類，如List<T>、Dictionary<TKey,TValue>等，用于存儲和操作各種數據類型的元素。泛型約束可以對類型參數施加約束，以確保它們具有特定的特性或實現特定的接口。類型參數允許在定義類、接口和方法時使用類型參數，以實現代碼的重用和類型安全。泛型委托和事件是一種類型安全的函數指針，允許將方法作為參數傳遞或賦值給變量。委托定義了方法的簽名和返回類型，可以指向具有相同簽名的方法。事件是一種特殊的委托，用于實現發布-訂閱模式。事件允許對象通知其他對象當某些特殊事情發生時，而無需明確知道這些對象是誰。事件訪問器用于定義事件的添加和移除方法，控制事件的訂閱和取消訂閱。委托表達式Lambda使用“=>”運算符定義Lambda表達式，可以包含表達式和語句塊。Lambda表達式可以用于創建匿名方法和實現簡潔的代碼塊。語句Lambda類似于表達式Lambda，但允許包含多條語句，并且需要顯式指定參數類型和返回類型。Lambda表達式樹允許將Lambda表達式表示為數據結構，以便在運行時對其進行分析和轉換。Lambda表達式LINQtoSQL允許在關系型數據庫上執行查詢表達式，將查詢表達式轉換為SQL語句并執行，返回查詢結果。查詢表達式使用類似于SQL的語法，在C#中編寫查詢表達式，用于從各種數據源中檢索數據。查詢表達式由查詢關鍵字和查詢操作符組成。LINQtoObjects允許在內存中的對象集合上執行查詢表達式，提供了豐富的查詢操作符，如Where、Select、OrderBy等。LINQtoXML允許在XML文檔上執行查詢表達式，簡化了XML數據的處理和轉換。LINQ查詢設計模式在C#中的應用PART04單例模式確保一個類僅有一個實例，并提供一個全局訪問點。實現方式：私有靜態成員變量，私有構造函數，公有靜態方法返回該實例。示例代碼publicclassSingleton```csharp單例模式{privatestaticSingletoninstance;單例模式privateSingleton(){}publicstaticSingletonInstance單例模式單例模式{get{if(instance==null)單例模式VS{instance=newSingleton();單例模式}returninstance;單例模式02030401單例模式}}}```提供一個創建對象的接口，但讓子類決定實例化哪一個類。工廠方法使一個類的實例化延遲到其子類。實現方式：創建抽象工廠類，定義工廠方法；具體工廠類實現工廠方法，生成具體產品對象。工廠模式03publicabstractclassCreator01示例代碼02```csharp工廠模式{publicabstractProductFactoryMethod();工廠模式}publicclassConcreteCreator:Creator工廠模式{publicoverrideProductFactoryMethod()工廠模式工廠模式{returnnewConcreteProduct();工廠模式010203}publicabstractclassProduct{}}VSpublicclassConcreteProduct:Product{}```工廠模式定義對象間的一種一對多的依賴關系，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴于它的對象都得到通知并被自動更新。實現方式：定義主題（Subject）類和觀察者（Observer）接口，主題類維護觀察者列表并在狀態改變時通知所有觀察者。觀察者模式觀察者模式01示例代碼02```csharppublicinterfaceIObserver03{voidUpdate();觀察者模式}publicclassSubject觀察者模式{privateList<IObserver>observers=newList<IObserver>();觀察者模式privateintstate;publicintState觀察者模式{get{returnstate;}觀察者模式set觀察者模式010203{state=value;NotifyAllObservers();觀察者模式觀察者模式}}publicvoidAttach(IObserverobserver){observers.Add(observer);}觀察者模式publicvoidDetach(IObserverobserver){observers.Remove(observer);}publicvoidNotifyAllObservers(){foreach(varobserverinobservers)observer.Update();}VS}```觀察者模式定義一系列的算法，把它們一個個封裝起來，并且使它們可相互替換。本模式使得算法可獨立于使用它的客戶而變化。實現方式：定義策略接口，實現不同策略類；上下文類使用策略接口調用具體策略。策略模式策略模式01示例代碼02```csharp03publicinterfaceIStrategy{intDoOperation(intnum1,intnum2);策略模式}publicclassOperationAdd:IStrategy策略模式{publicintDoOperation(intnum1,intnum2){returnnum1+num2;}策略模式策略模式}publicclassOperationSubtract:IStrategy{publicintDoOperation(intnum1,intnum2){returnnum1-num2;}策略模式}publicclassContext策略模式策略模式{02privateIStrategystrategy;03publicContext(IStrategystrategy){this.strategy=strategy;}01策略模式策略模式}```C#與.NET框架的結合PART05.NET框架概述030201.NET框架是一個由微軟開發的、運行于Windows操作系統上的應用程序開發框架。它包括一個龐大的類庫，提供了許多用于各種應用程序開發的功能，如Web開發、桌面應用開發、移動應用開發等。.NET框架使用CommonLanguageRuntime（CLR）來執行代碼，提供了內存管理、線程管理、異常處理等服務。C#是.NET框架中最流行的編程語言之一，是專門為.NET框架設計的一種面向對象的編程語言。C#與.NET框架緊密結合，充分利用了.NET框架提供的各種功能和類庫，使得C#成為了一種高效、安全、易用的編程語言。在.NET框架中，C#的地位非常重要，是開發.NET應用程序的首選語言之一。C#在.NET框架中的地位跨平臺性.NET框架支持跨平臺開發，可以在Windows、Linux和macOS等操作系統上運行C#程序。.NET框架提供了大量的類庫，涵蓋了各種應用程序開發所需的功能，如數據訪問、網絡編程、圖形界面設計等。.NET框架使用CLR來管理內存，可以自動進行內存分配和垃圾回收，降低了內存泄漏和程序崩潰的風險。.NET框架提供了許多安全特性，如代碼訪問安全性（CAS）、加密和身份驗證等，可以保護應用程序免受惡意攻擊。.NET框架可以與其他語言和平臺進行互操作，如COM組件、Java對象、Web服務等，使得C#可以與現有的系統和應用程序進行集成。豐富的類庫安全性互操作性內存管理和垃圾回收利用.NET框架進行C#開發的優勢C#面向對象高級編程實踐PART06模塊化設計將功能劃分為獨立的模塊，每個模塊具有清晰的接口定義，降低類庫之間的耦合度。依賴注入通過依賴注入實現類庫的可擴展性，使得類庫的使用者可以靈活地替換依賴項。接口編程使用接口定義類庫的功能，實現與具體實現的解耦，方便后續的擴展和維護。實踐一：設計可擴展的類庫將業務邏輯劃分為不同的層次，如數據訪問層、業務邏輯層和應用層，提高代碼的可維護性。業務邏輯分層合理設計異常處理機制，確保業務邏輯在處理異常情況時能夠保持健壯性。異常處理對于涉及數據庫操作的業務邏輯，使用事務管理確保數據的完整性和一致性。事務管理010203實踐二：實現復雜的業務邏輯處理使用性能分析工具定位性能瓶頸，針對性地進行優化。性能分析合理利用C#的垃圾回收機制，避免不必要的內存泄漏和性能損耗。垃圾回收優化通過重構消除重復