对象的含义

  对象就是 OOP 应用程序的一个组成部分。这个组成部件封装了部分应用程序，这部分程序可以是一个过程、一些数据或一些更抽象的实体。

  简单地说，对象非常类似于本书前面讨论的结构类型，包含变量成员和函数类型。它所包含的变量组成了存储在对象中的数据，其中包含的函数可以访问对象的功能。略为复杂的对象可能不包含任何数据，而只包含函数，表示一个过程。例如，可以使用表示打印机的对象，其中的函数可以控制打印机（允许打印文档、测试页等）。

  C#中的对象是从类型中创建的，就像前面的变量一样。对象的类型在 OOP 中有一个特殊的名称：类。可以使用类的定义实例化对象，这表示创建该类的一个命名实例。“类的实例” 和对象含义相同，但 “类” 和 “对象” 是完全不同的概念。

  术语 “类” 和 “对象” 常常混淆，从一开始就正确区分它们是非常重要的，使用前面的赛车示例有助于区分这两个术语。在这个示例中，类是指汽车的模版，或者用于构建汽车的规则。汽车本身是这些规划的实例，所以可以看作对象。

  本行将使用统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）语法研究类和对象。UML 是为应用程序建模而设计的，从组成应用程序的对象，到它们执行的操作，到我们希望有用的用例，应有尽有。这里只使用这个语言的基本部分，在使用它们的过程中进行解释，但不考虑比较复杂的部分，因为 UML 是一个很专业的主题，有很多图书专门介绍它。

  VS有一个类查看器，它是一个功能很强大的工具，可用于以类似的方式显示类。但为了简单起见，本章的图是手工绘制的。

  图 8-1 是打印机类 Printer 的 UML 表示方法。类名显示在这个框的顶部（后面将讨论下面两个区域）。

  图 8-2 是这个 Printer 类的一个实例 myPrinter 的 UML 表示方法。

  在顶部，首先显示实例名，其后面是类名。这两个名称用一个冒号分隔。

   1. 属性和字段

  可以通过属性和字段访问对象中包含的数据。这个对象数据可以用于区分不同的对象，因为同一个类的不同对象在属性和字段中存储了不同的值。

  包含在对象中的不同数据构成了对象的状态。假定一个对象类表示一杯咖啡，称为 CupOfCoffee。在实例化这个类（即创建这个类的对象）时，必须提供对类具有意义的状态。此时可以使用属性和字段，让代码能通过该对象设置要使用的咖啡品牌，咖啡中是否加牛奶或方糖，咖啡是否即溶等。于是，给定的这杯咖啡对象就有了指定的状态，例如，加牛奶和两块方糖的哥伦比亚滴滤咖啡。

  字段和属性都可以键入，所以可以把信息存储在字段和属性中，作为 string 值、int 值等。但是，属性和字段是不同的，因为属性不提供对数据的直接访问。对象能让用户不考虑数据的细节，不需要在属性中用一对一的方式表示。如果在 CupOfCoffee 实例中使用一个字段表示方糖的数量，用户就可以用该字段中放置自己喜欢的值，其取值范围仅由存储该信息的类型来限制。例如，如果使用 int 来存储这个数据，用户就可以使用 -214783648~2147483647 之间的任意值，如第 3 章所述。显然，并不是所有的值都有意义，尤其是负值，一些较大的正值将需要非常大的咖啡杯。但如果使用一个属性来表示，久可以限制这个值，例如介于 0～2 之间的一个数字。

  一般情况下，在访问状态时最好提供属性，而不是字段，因为这样可以更好地控制各种行为，这个选择不会影响使用对象实例的代码，因为使用属性和字段的语法是相同的。

  对属性的读写访问也可以由对象来明确定义。某些属性是只读的，只能查看它们的值，而不能改变它们（至少不能直接改变）。这常常是同时读取几个状态的一个有效技巧。CupOfCoffee 类有一个只读属性 Description，在请求它时，就返回一个字符串，表示该类的一个实例的状态（例如前面给出的字符串）。也可以通过查看几个属性，把相同的数据组合起来，但这样的属性可以节省时间和精力。还可以有只写的属性，其操作方式是类似的。

  除了对属性的读／写访问外，还可以为字段和属性指定另一种访问权限，称为可访问性。可访问性确定了什么代码可以访问这些成员，它们是可用于所有的代码（公共），还是只能用于类中的代码（私有），或者更复杂的模式（详见本章后面的内容）。常见的情况是把字段设置为私有，通过公共属性访问它们。这样，类中的代码就可以直接访问存储在字段中的数据，而公共属性禁止外部用户访问这些数据，以防他们在其中放置无效的内容。公共成员是类公开的成员。

  要更清晰地阐明这个问题，可以把可访问性与变量的作用域等同起来。例如，私有字段和属性可以看成是拥有它们的对象的局部成员，而公共字段和属性的作用域也包括对象以外的代码。

  在类的 UML 表示方法中，用第二部分显示属性和字段，如图 8-3 所示。

  这是 CupOfCoffee 类的表示方式，前面为它定义了 5 个成员（属性或字段，在 UML 中，它们没有区别）。每个成员都包含下述信息：

  ● 可访问性： + 号表示公共成员， - 号表示私有成员。但一般情况下，本章的图中不显示私有成员，因为这些信息是类内部的信息。至于读／写访问，则不提供任何信息。

  ● 成员名

  ● 成员的类型。

  冒号用于分隔成员名和类型。

  2. 方法

  “方法” 这个术语用于表示对象中的函数。这些函数调用的方式与其他函数相同，使用返回值和参数的方式也相同（详见第 6 章）。

  方法用于访问对象的功能。与字段和属性一样，方法也可以是公共的或私有的，按照需要限制外部代码的访问。它们通常使用对象状态影响它们的操作，在需要时访问私有成员，如私有字段。例如，CupOfCoffee 类定义了一个方法 AddSugar()，该方法对递增方糖数提供了比设置相应的 Sugar 属性更易读的语法。

  在 UML 的类框中，方法显示在第三部分，如图 8-4 所示。

  其语法类似于字段和属性，但最后显示的类型是返回类型，在这一部分，还显示了方法的参数。在 UML 中，每个参数都带有下述标识符之一：in、out 或 inout。它们用于表示数据流的方向，其中 out 和 inout 大致对应于第 6 章讨论的 C#关键字 out 和 ref。in 大致对应于 C#中不使用这两个关键字的情形（默认情形）。