C#计算矩形面积:通过定义结构 vs 通过继承类

news2024/10/6 10:33:56

目录

一、涉及到的知识点

1.结构

2.结构和类的区别

3.继承

4.使用类继承提高程序的开发效率

5.属性 

(1)属性定义

(2)get访问器

(3)set访问器

6. 属性和字段的区别

二、实例:通过定义结构计算矩形面积

1.源码

2.生成效果

三、实例:通过继承类计算梯形面积

1.源码

2.生成效果


一、涉及到的知识点

1.结构

        结构是一种可以包含数据成员和方法成员的值类型数据结构。为结构分配数据时不需要从托管堆中分配内存,结构类型的变量直接包含了该结构的数据。结构中可以包括构造函数、常量、字段、方法、属性、运算符、事件和嵌套类型等,但如果要同时包括上述几种成员,则应该考虑使用类。

        使用结构对于小的数据结构特别有用,能够节省大量的分配内存,如复数和坐标系中的点。结构具有以下特点:

  • 结构是值类型。
  • 向方法传递结构时,是通过传值方式传递的,而不是作为引用传递的。
  • 结构的实例化可以不使用new运算符。
  • 结构可以声明构造函数,但它们必须带参数。
  • 一个结构不能从另一个结构或类继承。所有结构都直接继承自System.ValueType,而System.ValueType继承自System.Object。
  • 结构可以实现接口。
  • 在结构中初始化实例字段是错误的。

        由于结构的副本由编译器自动创建和销毁,因此不需要使用默认构造函数和析构函数。实际上,编译器通过为所有字段赋予默认值来实现默认构造函数。

        C#中,使用struct关键字来定义结构,语法格式如下:       

 【结构修饰符】 struct 【结构名】
  {
  }

2.结构和类的区别

        结构是值类型,它在栈上分配数据,并且结构的赋值将分配产生一个新的对象;

        而类是引用类型,它在堆上分配数据,对类的对象进行赋值时只是复制了引用,它们都指向同一个实际对象分配的内存。

3.继承

        继承是面向对象编程最重要的特性之一,任何类都可以从另外一个类继承,这就是说,这个类拥有它继承的类的所有成员。在面向对象编程中,被继承的类称为父类或基类。C#中提供了类的继承机制,但只支持单继承,而不支持多重继承,即在C#中一次只允许继承一个类,不能同时继承多个类。

        利用类的继承机制,程序开发人员可以在已有类的基础上构造新类,这一性质使得类支持分类的概念。例如,用户可以通过增加、修改或替换类中的方法对这个类进行扩充,以适应不同的应用要求。在日常生活中很多东西都很有条理,那是因为它们有着很好的层次分类,如果不用层次分类,则需要对每个对象都定义其所有的性质。使用继承后,每个对象就可以只定义自己的特殊性质,每一层的对象只需定义本身的性质,其他性质可以从上一层继承下来。

        继承一个类时,类成员的可访问性是一个重要的问题。子类(派生类)不能访问基类的私有成员,但是可以访问其公共成员,这就是说,只要使用public声明类成员,就可以让一个类成员被基类和子类(派生类)同时访问,同时也可以被外部的代码访问。

        为了解决基类成员访问问题,C#还提供了另外一种可访问性,即protected,只有子类(派生类)才能访问protected成员,基类和外部代码都不能访问protected成员。

        除了可以定义成员的保护级别外,还可以为成员定义其继承行为。基类的成员可以是虚拟的,成员可以由继承它的类重写。子类(派生类)可以提供成员的其他执行代码,这种执行代码不会删除原来的代码,仍可以在类中访问原来的代码,但外部代码不能访问它们。如果没有提供其他执行方式,外部代码就直接访问基类中成员的执行代码。

        另外,基类还可以定义为抽象类。抽象类不能直接实例化,要使用抽象类就必须继承这个类,然后再实例化。C#中实现继承的语法格式如下:

class DerivedClass:BaseClass {}
说明:继承类时,必须在子类和基类之间使用冒号(:)。

4.使用类继承提高程序的开发效率

        类可以从另外一个类继承,也就是说,这个类拥有它继承的类的所有成员(除构造方法外)。利用类的继承机制,程序开发人员可以在已有类的基础上构造新类,从而更快地提高程序的开发效率。

5.属性 

         在定义类尤其定义基类时离不开对属性的声明。 属性定义的过程中需要用到get访问器和set访问器。

(1)属性定义

        属性是对现实实体特征的抽象,它提供了对类或对象性质的访问。类的属性描述的是状态信息,在类的实例中,属性的值表示对象的状态值。属性不表示具体的存储位置,属性有访问器,这些访问器指定在它们的值被读取或写入时需要执行的语句。所以属性提供了一种机制,把读取和写入对象的某些特性与一些操作关联起来,程序员可以像使用公共数据成员一样使用它。属性的声明格式如下:

【修饰符】【类型】【属性名】
{
    get {get访问器体}
    set {set访问器体}
}
参数说明
修饰符:指定属性的访问级别。
类型:指定属性的类型,可以是任何的预定义或自定义类型。
属性名:一种标识符,命名规则与字段相同,但是,属性名的第一个字母通常都大写。

(2)get访问器

        get访问器相当于一个具有属性类型返回值的无参数方法,它除了作为赋值的目标外,当在表达式中引用属性时,将调用该属性的get访问器计算属性的值。get访问器体必须用return语句来返回,并且所有的return语句都必须返回一个可隐式转换为属性类型的表达式。

(3)set访问器

        set访问器相当于一个具有单个属性类型值参数和void返回类型的方法。set访问器的隐式参数始终命名为value。当一个属性作为赋值的目标被引用时就会调用set访问器,所传递的参数将提供新值。不允许set访问体中的return语句指定表达式。由于set访问器存在隐式的参数value,所以set访问器中不能自定义使用名称为value的局部变量或常量。

        由于set访问器中可以包含大量的语句,因此可以对赋予的值进行检查,如果值不安全或者不符合要求,就给予提示,这样可以避免因为给属性设置了错误的值而导致的错误。

6. 属性和字段的区别

        属性和字段都可以访问对象中包含的数据。对象数据用来区分不同的对象,同一个类的不同对象可能在属性和字段中存储了不同的值。字段和属性都可以输入,通常把信息存储在字段和属性中,但是属性和字段是不同的,属性不能直接访问数据,字段可以直接访问数据。在属性中可以添加对数据访问的限制,例如,有一个int类型的属性,可以限制它只能存储1~5的数字,但如果用字段就可以存储任何int类型的数值。

二、实例:通过定义结构计算矩形面积

1.源码

//定义一个结构,然后通过结构计算矩形面积
namespace _112
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private GroupBox? groupBox1;
        private TextBox? textBox2;
        private TextBox? textBox1;
        private Label? label2;
        private Label? label1;
        private Label? label3;
        private TextBox? textBox3;
        private Button? button1;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
            Load += Form1_Load;
        }

        private void Form1_Load(object? sender, EventArgs e)
        {
            // 
            // label1
            // 
            label1 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(16, 30),
                Name = "label1",
                Size = new Size(32, 17),
                TabIndex = 0,
                Text = "长:"
            };
            // 
            // label2
            // 
            label2 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(16, 57),
                Name = "label2",
                Size = new Size(32, 17),
                TabIndex = 1,
                Text = "宽:"
            };
            // 
            // textBox1
            // 
            textBox1 = new TextBox
            {
                Location = new Point(76, 24),
                Name = "textBox1",
                Size = new Size(100, 23),
                TabIndex = 2
            };
            // 
            // textBox2
            // 
            textBox2 = new TextBox
            {
                Location = new Point(76, 51),
                Name = "textBox2",
                Size = new Size(100, 23),
                TabIndex = 3
            };
            // 
            // groupBox1
            // 
            groupBox1 = new GroupBox
            {
                Location = new Point(12, 12),
                Name = "groupBox1",
                Size = new Size(190, 81),
                TabIndex = 0,
                TabStop = false,
                Text = "矩形参数:"
            };
            groupBox1.Controls.Add(textBox2);
            groupBox1.Controls.Add(textBox1);
            groupBox1.Controls.Add(label2);
            groupBox1.Controls.Add(label1);
            groupBox1.SuspendLayout();

            // 
            // label3
            // 
            label3 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(12, 105),
                Name = "label3",
                Size = new Size(44, 17),
                TabIndex = 4,
                Text = "面积:"
            };
            // 
            // textBox3
            // 
            textBox3 = new TextBox
            {
                Location = new Point(67, 99),
                Name = "textBox3",
                Size = new Size(77, 23),
                TabIndex = 5
            };
            // 
            // button1
            // 
            button1 = new Button
            {
                Location = new Point(155, 99),
                Name = "button1",
                Size = new Size(47, 23),
                TabIndex = 6,
                Text = "计算",
                UseVisualStyleBackColor = true
            };
            button1.Click += Button1_Click;
            // 
            // Form1
            // 
            AutoScaleDimensions = new SizeF(7F, 17F);
            AutoScaleMode = AutoScaleMode.Font;
            ClientSize = new Size(214, 131);
            Controls.Add(button1);
            Controls.Add(label3);
            Controls.Add(textBox3);
            Controls.Add(groupBox1);
            Name = "Form1";
            Text = "定义结构计算面积";
            groupBox1.ResumeLayout(false);
            groupBox1.PerformLayout();
        }

        /// <summary>
        /// 按钮事件
        /// </summary>
        private void Button1_Click(object? sender, EventArgs e)
        {
            Rectangle myRectangle = new(Convert.ToDouble(textBox1!.Text), Convert.ToDouble(textBox2!.Text));
            textBox3!.Text = myRectangle.RectangleArea().ToString();
        }
        /// <summary>
        /// 使用自定义构造函数实例化矩形结构
        /// 构造函数,初始化矩形的宽和高
        /// 计算矩形的面积
        /// </summary>
        /// <param name="x">矩形的宽</param>
        /// <param name="y">矩形的高</param>
        public struct Rectangle(double x, double y)
        {
            public double width = x;
            public double height = y;

            /// <summary>
            /// 计算矩形面积
            /// </summary>
            /// <returns>矩形面积</returns>
            public readonly double RectangleArea()
            {
                return width * height;
            }
        }
    }
}

2.生成效果

 

三、实例:通过继承类计算梯形面积

1.源码

//通过继承类计算梯形的面积
namespace _113
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private GroupBox? groupBox1;
        private TextBox? textBox3;
        private TextBox? textBox2;
        private TextBox? textBox1;
        private Label? label3;
        private Label? label2;
        private Label? label1;
        private Label? label4;
        private TextBox? textBox4;
        private Button? button1;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
            Load += Form1_Load;
        }

        private void Form1_Load(object? sender, EventArgs e)
        {
            // 
            // textBox3
            // 
            textBox3 = new TextBox
            {
                Location = new Point(83, 80),
                Name = "textBox3",
                Size = new Size(100, 23),
                TabIndex = 5
            };
            // 
            // textBox2
            // 
            textBox2 = new TextBox
            {
                Location = new Point(83, 48),
                Name = "textBox2",
                Size = new Size(100, 23),
                TabIndex = 4
            };
            // 
            // textBox1
            // 
            textBox1 = new TextBox
            {
                Location = new Point(83, 16),
                Name = "textBox1",
                Size = new Size(100, 23),
                TabIndex = 3
            };
            // 
            // label3
            // 
            label3 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(11, 86),
                Name = "label3",
                Size = new Size(32, 17),
                TabIndex = 2,
                Text = "高:"
            };
            // 
            // label2
            // 
            label2 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(11, 54),
                Name = "label2",
                Size = new Size(44, 17),
                TabIndex = 1,
                Text = "下底:"
            };
            // 
            // label1
            // 
            label1 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(11, 22),
                Name = "label1",
                Size = new Size(44, 17),
                TabIndex = 0,
                Text = "上底:"
            };
            // 
            // groupBox1
            // 
            groupBox1 = new GroupBox
            {
                Location = new Point(12, 12),
                Name = "groupBox1",
                Size = new Size(200, 118),
                TabIndex = 0,
                TabStop = false,
                Text = "梯形参数:"
            };
            groupBox1.Controls.Add(textBox3);
            groupBox1.Controls.Add(textBox2);
            groupBox1.Controls.Add(textBox1);
            groupBox1.Controls.Add(label3);
            groupBox1.Controls.Add(label2);
            groupBox1.Controls.Add(label1);
            groupBox1.SuspendLayout();

            // 
            // label4
            // 
            label4 = new Label
            {
                AutoSize = true,
                Location = new Point(12, 142),
                Name = "label4",
                Size = new Size(68, 17),
                TabIndex = 1,
                Text = "梯形面积:"
            };
            // 
            // textBox4
            // 
            textBox4 = new TextBox
            {
                Location = new Point(77, 136),
                Name = "textBox4",
                Size = new Size(70, 23),
                TabIndex = 2
            };
            // 
            // button1
            // 
            button1 = new Button
            {
                Location = new Point(168, 136),
                Name = "button1",
                Size = new Size(44, 23),
                TabIndex = 3,
                Text = "计算",
                UseVisualStyleBackColor = true
            };
            button1.Click += Button1_Click;
            // 
            // Form1
            // 
            AutoScaleDimensions = new SizeF(7F, 17F);
            AutoScaleMode = AutoScaleMode.Font;
            ClientSize = new Size(224, 166);
            Controls.Add(button1);
            Controls.Add(textBox4);
            Controls.Add(label4);
            Controls.Add(groupBox1);
            Name = "Form1";
            Text = "通过继承计算面积";
            groupBox1.ResumeLayout(false);
            groupBox1.PerformLayout();
        }
        /// <summary>
        /// 按钮事件:实例化类对象
        /// 计算梯形面积
        /// </summary>
        private void Button1_Click(object? sender, EventArgs e)
        {
            TrapeziaArea myTrapezoid = new()
            {
                SD = Convert.ToDouble(textBox1!.Text),
                XD = Convert.ToDouble(textBox2!.Text),
                Height = Convert.ToDouble(textBox3!.Text)
            };
            textBox4!.Text = myTrapezoid.Area().ToString();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 自定义Trapezia类
    /// 该类定义了3个属性
    /// </summary>
    class Trapezia
    {
        private double sd = 0;      //定义int型变量,作为梯形的上底
        private double xd = 0;      //定义int型变量,作为梯形的下底
        private double height = 0;  //定义int型变量,作为梯形的高
        /// <summary>
        /// 上底
        /// </summary>
        public double SD
        {
            get
            {
                return sd;
            }
            set
            {
                sd = value;
            }
        }
        /// <summary>
        /// 下底
        /// </summary>
        public double XD
        {
            get
            {
                return xd;
            }
            set
            {
                xd = value;
            }
        }
        /// <summary>
        /// 高
        /// </summary>
        public double Height
        {
            get
            {
                return height;
            }
            set
            {
                height = value;
            }
        }
    }
    /// <summary>
    /// 自定义类,该类继承自Trapezia
    /// 继承了父类的3个属性
    /// </summary>
    class TrapeziaArea : Trapezia
    {
        /// <summary>
        /// 求梯形的面积
        /// </summary>
        /// <returns>梯形的面积</returns>
        public double Area()
        {
            return (SD + XD) * Height / 2;
        }
    }
}

2.生成效果

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