C# 程式設計

C#程式設計 第七部分 C#程式設計 – 南華大學資管系 1

程式架構（programming structures）1/3 C#程式設計 • 傳統程序式程式設計(Procedural programming) • 將程式劃分為「Data」和「程式碼」兩個獨立的部分 (資料的宣告和函式的定義散佈在整個程式，只有透過文件才能指出它們之間的關聯)。 • 「結構化」和「模組化」解決程式碼的統整問題，卻沒有顧慮到與資料整合。 • 不易維護，可重用性低，易出錯 (成本高)。 • OOP(Object-oriented programming) • Software-IC • 物件之間以一種名為「訊息傳送的方式溝通」(方法的呼叫) an object Data Specification + combine tightly related functions (operating on these data ) a piece of software Encapsulation 封裝

程式架構 2/3 不可直接接觸 an object 啟動 message (含訊息參數) • Data • private • Information • hiding • invisible • Methods • public • Interface • visible message . . . C#程式設計 • 若要做到Software-IC，需要下列特性： • Encapsulation (class, object, message) • Inheritance • Polymorphism (dynamic binding) encapsulation

程式架構 3/3 C#程式設計 • OOP的三大特性： • Encapsulation • Inheritance • Polymorphism 透過這些概念所寫的程式，不僅可以大大的提供軟體的可重用性，更可以使我們除錯更容易，寫作更有效率。

Objects, Classes, and Instances1/5 C#程式設計 • 電腦可以作為一種模擬世界的工具。人類的學習和認知行為，有相當的部分是建立在「具體化」、「抽象化」和「分類」等過程。 (a) 傳統程式語言：被模擬事物的資料和行為 (如：計算、訊息交換、互動等)無法有效地結合在一起。 (b) OOP: • 將實體的某些特性「抽取」(abstract)出來以後，再予以對應。並將其資料和處理方法通通整合於物件之內。 • 物件(object)：外界真實事物的抽象對應資料：代表物件的一些性質。行為：物件能夠(被)作用的動作。

Objects, Classes, and Instances2/5 作者Class的instances 分類前分類後作者Class 讀者Class 讀者Class的instances C#程式設計 • 真實事務有什麼特性、狀態、行為－抽象化(abstraction),以便表達。－根據這些抽象化後的特性與行為，我們可以依需要的不同加以適當的分類，而得到不同的類別 (Class)。如：人、貓、狗、…－動物類花、草、樹木、…－植物類 0bjects

Objects, Classes, and Instances3/5 C#程式設計 • 每一個東西都是objects, • 分類後的各類叫做Class • 屬於其Class的objects稱之為該Class的instances • Every object is an instance of a class • Classes and Instances • class:由一群具有某些相同資料結構與相同行為的物件經分類後所形成的集合。 • instance：由class所產生的具有某些資料結構與行為的物件。 • 同一個class的instance都具有相同的資料格式與相同的操作程序。但資料格式的實際內容(值)則未必相同。

Object-Oriented Programming1/5 C#程式設計 • 在OOP理論中的軟體系統，是由一群同心協力的物件(可能屬於不同class)，合力組織、分層負責來完成所有的工作。 • Encapsulation（封裝） • 軟體複雜度日增，為了增加可重用性與易維護性，將資料與相關的操作方法封裝成物件。外界無法直接存取內部私人的資料，只能透過物件提供的公開的窗口存取內部維護的資料。物件之間的互動經由message的傳遞，啟動某些操作程序來達成。

Object-Oriented Programming2/5 生物類 C#程式設計 • 同樣的資料格式與操作程序(方法)，不必在每個需要的地方都重寫一次，只要歸納(分類)成一個class，再依需要重製出所需的instance即可。 • Inheritance （繼承） • 是否可以把class再分類呢? 如：人、豬、狗－動物類花、草、樹木－植物類 • 這個分類再分類的性質，就是所謂的繼承性。我們可以在不同的class之間，歸納分類出一些共同的特性，再形成一個class。 • 幾個class共同的部分，就可以藉由繼承的功能，移轉到另一個較高階的class去。 • Class本身的定義可以精簡化。 • Class形成階層組織(hierarchy)。

Object-Oriented Programming3/5 OA1, OA2, …, OAm OB1, OB2, …, OBn abstraction abstraction Class A D1, D2, D3, D4 M1, M2, M3 Class B D1, D3, D5, D6 M1, M2, M4 C#程式設計 Super class Class C D1, D3 M1, M2 Instances: OA1, OA2, …, OAm, OB1, OB2, …, OBn Subclass 繼承繼承 Class A’ D2, D4 M3 Class B’ D5, D6 M4 OA1, OA2, …, OAm OB1, OB2,…, OBn

Object-Oriented Programming4/5 Employee Super class Manager Programmer Subclass • ”is-a” rule：every object of the subclass is an object of the super class (the opposite is not true) • you can use a subclass object whenever the program expects a super class object (polymorphism) C#程式設計

Object-Oriented Programming5/5 C#程式設計 • Polymorphism (多型、同名異式、Dynamic Linking) • message 是被送到物件介面，用來啟動物件的工具，而method 則是message送達介面以後，被選取的操作程序 • 一旦物件產生之後，要使用這個物件只要單純的把訊息送給它。只有在程式執行時，才會真正鎖定需要的物件，並將message和appropriate method連接在一起 (並非在compiling time 就將它們的關係固定下來。)

物件 (OBJECT) C#程式設計 • 物件(object)如同真實世界的物體一樣，物體的狀態資料可看成屬性(property、data member)，物件的行為動作可視為方法(method、member function)。簡單地說，物件為方法+屬性的整合。 • 所有objects的共同特徵就是state(狀態)和behavior(行為)。例如：「車子」的狀態包括速度、傳動方式是兩輪或四輪傳動、是否開燈等；「車」的行為則包括轉方向盤、踩剎車和加速等等。 • objects 讓 programmer以較容易，且更合乎邏輯的方式來解決真實世界的問題。

類別的定義 (P.16-7)1/8 C#程式設計 [存取範圍修飾字] class類別名稱 { // 方法或屬性的宣告 (預設存取為private) // 主要成員(member)有屬性，方法和事件 // 通常屬性宣告為private變數 (encapsulation) // 方法(method)一定包含在類別之內，無法獨立存在 }

類別的定義 2/8 • 方案右鍵 > 加入 • > 類別 • > 名稱：MyTime.cs • . • . • . • namespace Project • { • class MyTime { • … • } • } C#程式設計 • 定義MyTime類別，包含Hour, Minute, Second三個屬性 class MyTime { int Hour; int Minute; int Second; }

類別的定義 3/8 C#程式設計 • 建立物件： • 使用new運算子，依照類別藍圖來建立物件(配置記憶體)，傳回指向此物件的參考。 MyTime now = new MyTime(); • 此時物件變數now所參考的物件，稱為類別MyTime的一個實例或實體 (instance) • 所有產生的物件均各自獨立分配到一份記憶體，彼此不互相干擾。（實體變數）

類別的定義 4/8 C#程式設計 • 成員的存取：(在表單類別的button_Click事件程序中) • 物件（變數）名稱.成員名稱 now.Hour = 10; now.Minute = 30; now.Second = 30; • 產生編譯錯誤 ‘Project.MyTime.data’ 的保護層級導致無法對其進行存取。 • Why?? 因為成員的預設存層級為private(只能在同一類別中被存取) • （修正）將類別資料成員的存取層級改為public。可被任何類別存取

類別的定義 5/8 C#程式設計 class MyTime { public int Hour; public int Minute; public int Second; } －即可通過編譯－將物件內容輸出, OK － now.Hour = 30; 合理嗎?? 如何檢查??

類別的定義 6/8 C#程式設計 • 物件的封裝性(Encapsulation) • 保護物件的資料成員，不要讓物件範圍以外的人有任何更改資料進而破壞資料完整性的可能。 • 將保護的資料成員加上private存取修飾，宣告其僅供物件內部使用。(information hiding) • 透過公開(public)或保護(protected)的方法管道，允許物件外部的人能間接存取private的資料成員。 • 將private之資料成員與public之成員方法封裝起來，即為encapsulation。

類別的定義 7/8 C#程式設計 • 具封裝性的MyTime類別 class MyTime { private int Hour; private int Minute; private int Second; public string getTime( ) { return Hour + ”:” + Minute + ”:” + Second; } public void setTime(int h, int m, int s) { Hour = h; Minute = m; Second = s; } }

類別的定義 8/8 C#程式設計 • now.Hour = 30; // X, 不能通過編譯 • 必須通過開放的method來進行 now.setTime(30, 30, 30); • 在setTime(~)內進行資料的檢查 public void setTime(int h, int m, int s) { // 假設超出範圍，則不處理 if (h < 0 || h > 23)return; if (m < 0 || m > 59) return; if (s < 0 || s > 59) return; Hour = h; Minute = m; Second = s; }

練習：定義自己的類別Date C#程式設計 • 私有成員:day, month, year • (可用的) 公開成員（原型prototype）： public void setDate(int d, int m, int y); public string show( ); //回傳的格式 ”m-d-y” class Date { private int day; private int month; private int year; public void setDate(int d, int m, int y) { day = d; month = m; year = y; } public string show( ) { return month + “-” + day + “-” + year; } }

練習：類別Date的使用 (測試) 輸出鈕 int y = Convert.ToInt32(txtYear.Text); int m = Convert.ToInt32(txtMonth.Text); int d = Convert.ToInt32(txtDay.Text); Date date = new Date(); date.setDate(d, m, y); lblOutput.Text = date.show(); C#程式設計

方法的多載(Method Overloading) P.16-18 C#程式設計 • 在C#的類別中允許定義兩個以上同名方法，但其傳遞的參數個數或資料型態不同即可，此即「多載」(overloading)。 • 練習：在類別MyTime中新增另一個setTime方法 1. public void setTime (int h, int m) { if(h < 0 || h > 23) return; if(m < 0 || m > 59) return; Hour = h; Minute = m; Second = 0; } 2. MyTime obj2 = new MyTime( ); obj2.setTime (21, 40);

類別的建構子(Constructor)P.16-21 C#程式設計 • 建構子是特殊的方法，在物件建立的同時，建構子會自動被呼叫，此方法通常用於設定資料成員的初值。 • 類別的建構子名稱必須和類別名稱相同。而且，建構子沒有回傳值(也不加上void) 。通常是使用public修飾子進行宣告 • 預設建構子 • 建構子支援多載 public MyTime(int h, int m, int s) {…...} public MyTime(int h, int m) {…..} • 為了統一檢查資料，可以將其獨立為一個privatemethod private bool validTime(int h, int m, int s);

新版的class MyTime 1/2 C#程式設計 class MyTime { private int Hour; private int Minute; private int Second; public MyTime(int h, int m, int s) { // constructor if( ValidTime(h, m, s) ) { Hour = h; Minute = m; Second = s; } } public MyTime(int h, int m) { // constructor if ( ValidTime(h, m, 0) ) { Hour = h; Minute = m; Second = 0; } }

新版的class MyTime 2/2 C#程式設計 … private bool validTime(int h, int m, int s) { if (h < 0 || h > 23)return false; if (m < 0 || m > 59)return false; if (s < 0 || s > 59)return false; return true; // 合法資料 } } // class MyTime • MyTime t1 = new MyTime(9, 30, 50); MyTime t2 = new MyTime(21, 40);

This和This()的使用 • this關鍵字：指目前作用中的物件。在類別內呼叫同類別的實體成員可加上this，通常可省略，有必要區分時，才加上this。 public void setTime(int Hour, int Minute, int Second) { this.Hour = Hour; this.Minute = Minute; this.Second = Second; } • this(~)：呼叫同類別的令一建構子 public MyTime(int h, int m) : this(h, m, 0) { } C#程式設計

解構子(Destructor) C#程式設計 • 在物件(的記憶體)被釋放前，會自動被呼叫的方法。一般用來釋放物件中佔用的檔案、網路、資料庫等資源。 • 一般而言，C#程式並不需要進行太多的記憶體管理，因為C#會自動進行記憶體回收的動作，將不會再被使用的物件記憶體回收。(未必立即進行回收) • 解構子的名稱是在類別名稱前加上“~” 所構成。 ~MyTime() { //不可加上public MessageBox.Show(“*** destructor ***”); } // 必須Using System.Windows.Forms;

物件陣列 MyTime tArray ● ● ● ● H 21 H H 9 10 M 40 M 30 M 30 S 0 S 50 S 30 • 多個同類型或相容物件所構成的陣列 MyTime tArray = new MyTime[3]; tArray[0] = new MyTime( ); tArray[0].setTime(21, 40); tArray[1] = new MyTime(9, 30, 50); tArray[2] = new MyTime(10, 30, 30); C#程式設計 • 練習：利用for迴圈印出物件陣列的內容

練習：class Date C#程式設計 1. 在class Date內加上兩個constructors public Date() { // 自己定義default constructor day = 1; month = 1; year = 200; } public Date(int d, int m, int y) { day = d; month = m; year = y; } 2. // 利用TextBox輸入d, m, y Date date1 = new Date(d, m, y); lblOutput.Text = date1.show();

UML (Unified Modeling Language)之類別圖P.16-6 C#程式設計 +: public -: private #: protected

練習：定義類別Person (1/4) • 類別名稱：Person • 成員資料 • name : string // unknown （預設值） • age : int // 19 • gender : char // ‘M’ • date : Date // (1, 1, 2000)內含物件成員 // has-a relationship C#程式設計

練習：定義類別Person (2/4) • 成員方法 +<<constructor>> Person() +<<constructor>> Person(string, int, char) +<<constructor>> Person(string, int, char, Date) +setName(string) +setAge(int) +setGender(char) +setDate(Date) +getName() : string +getAge() : int +getGender() : char +getDate() : Date +show() : string //格式： C#程式設計名字 =Tom 年齡 =21 性別 = 男生日 =10-30-1990

練習：定義類別Person (3/4) class Person { private string name; private int age; private char gender; private Date date; public Person() { name = "unknown"; age = 19; gender = 'M'; } public Person(string n, int a, char g) { name = n; age = a; gender = g; } public Person(string n, int a, char g, Date d) { name = n; age = a; gender = g; date = d; } public void setName(string n) { name = n; } public string getName() { return name; } public void setAge(int a) { age = a; } C#程式設計

練習：定義類別Person (4/4) public int getAge() { return age; } public void setGender(char g) { gender = g; } public char getGender() { return gender; } public void setDate(Date d) { date = d; } public Date getDate() { return date; } public string show() { string str = "名字 = " + name + "\r\n"; str += "年齡 = " + age + "\r\n"; str += "性別 = " + gender + "\r\n"; str += "生日 = " + date.show(); return str; } } C#程式設計

Encapsulation • 因為Encapsulation的特性，object可被視為獨立的「黑盒子」，他可以執行特定功能，我們只要知道可以傳給盒子什麼東西，以及可以得到什麼結果，而不必知道其內部的implementation（實作）。也就是說，資訊從黑盒子的輸入端傳入，而從輸出端產生結果，我們不必知道也不用關心其內部運作的情形 • 可以串接或整合數個「黑盒子」，它們各自執行其特定功能，因此建立一個大而複雜的系統。由於Encapsulation的特性，我們可以在不影響系統工作的前提下，自由地替換另一更理想（效率）的「黑盒子」。 C#程式設計

類別Person的使用 string name = txtName.Text; int age = Convert.ToInt32(txtAge.Text); char gender = '男'; if(rdbMale.Checked) gender = '男'; if(rdbFemale.Checked) gender = '女'; int y = Convert.ToInt32(txtYear.Text); int m = Convert.ToInt32(txtMonth.Text); int d = Convert.ToInt32(txtDay.Text); Date date = new Date(d, m, y); Person p = new Person(name, age, gender, date); lblOutput.Text = p.show(); C#程式設計

類別的靜態成員 (P.16-25) • C#類別可以宣告靜態成員，這是一種屬於類別本身的成員，不需要產生物件即可使用。因此，可以將一些不會因個別物件而有所差異的成員宣告為靜態。 • 類別成員的宣告若未加上static，則稱為實體（instance）成員；若加上static，則稱為靜態成員。 • 靜態資料成員的記憶體僅有一份，由該類別所產生的所有物件共享 • 實體成員的存取物件名稱.實體成員名稱 • 靜態成員的存取類別名稱.靜態成員名稱（如：Convert.ToInt32(~)） • 物件名稱.靜態成員名稱？（C#: X） • 類別名稱.實體成員名稱（X） C#程式設計

在類別Person中新增靜態成員 • 記錄並且取得共產生多少個Person物件 • 有底線者為static member • ctr記錄物件實體的個數 • counter()回傳目前已產生的物件數（ctr） • private static int ctr = 0; • 個數的紀錄：在每個Constructor中加入ctr++; • public static int counter() { return ctr; } • 在表單中隨時更新Person物件的個數 • “共有” + Person.counter() + ”人” C#程式設計

namespace(名稱空間) (P2-23, P.7-31) • namespace又稱為命名空間，可以建立類別的群組，方便對大量的類別以階層式的結構進行分門別類，將相關的類別放在一起，以利管理。每一群組以一個名稱來代表，能夠減少類別名稱相同所產生的衝突。 • 我們以using statement來描述在每個程式裡所使用到的namespace。例如：using System; 告訴編譯器我們使用System namespace，如此，允許我們在程式中寫Console.WriteLine(~)，而不使用System.Console.WriteLine(~)。 • 同一專案中的程式碼，以專案名稱作為預設的名稱空間 C#程式設計

.NET Framework類別函式庫 • 是一個龐大且良好組織結構架構的函式庫。其類別架構是使用稱為namespace的階層類別架構，每一個名稱空間能夠擁有多個類別。 • 每一階層的namespace是使用「.」運算子連接 • 使用using 名稱空間; • 匯入所需的名稱空間，可以方便使用其內的類別 • using System.Window.Forms; C#程式設計

C# 程式設計

C# 程式設計

Presentation Transcript

C/C

C C

C c

C/C++

c C

C C C B C

C, C++

– C – C – C –

C, C++