详解C#编程中构造函数的使用
当类或结构创建时,其构造函数调用。构造函数与选件类或结构相同,并且,它们通常用于初始化新对象的数据成员。
在下面的示例中,使用一个简单的构造函数定义了名为 Taxi 的类。然后使用 new 运算符来实例化该类。在为新对象分配内存之后,new 运算符立即调用 Taxi 构造函数。
public class Taxi { public bool isInitialized; public Taxi() { isInitialized = true; } } class TestTaxi { static void Main() { Taxi t = new Taxi(); Console.WriteLine(t.isInitialized); } }
不带参数的构造函数称为“默认构造函数”。无论何时,只要使用 new 运算符实例化对象,并且不为 new 提供任何参数,就会调用默认构造函数。
除非类是 static 的,否则 C# 编译器将为无构造函数的类提供一个公共的默认构造函数,以便该类可以实例化。
通过将构造函数设置为私有构造函数,可以阻止类被实例化,如下所示:
class NLog { // Private Constructor: private NLog() { } public static double e = Math.E; //2.71828... }
结构类型的构造函数与类的构造函数类似,但是 structs 不能包含显式默认构造函数,因为编译器将自动提供一个构造函数。此构造函数会将 struct 中的每个字段初始化为默认值。然而,只有当 struct 用 new 实例化时,才会调用此默认构造函数。例如,下面的代码使用 Int32 的默认构造函数,因此您可以确信整数已初始化:
int i = new int(); Console.WriteLine(i);
不过,下面的代码却会导致编译器错误,因为它没有使用 new,而且尝试使用尚未初始化的对象:
int i; Console.WriteLine(i);
或者,基于 structs 的对象(包括所有内置数值类型)可以初始化或赋值后使用,如下面的示例所示:
int a = 44; // Initialize the value type... int b; b = 33; // Or assign it before using it. Console.WriteLine("{0}, {1}", a, b);
因此对值类型调用默认构造函数不是必需的。
类和 structs 都可以定义具有参数的构造函数。带参数的构造函数必须通过 new 语句或 base 语句来调用。类和 structs 还可以定义多个构造函数,并且二者均不需要定义默认构造函数。例如:
public class Employee { public int salary; public Employee(int annualSalary) { salary = annualSalary; } public Employee(int weeklySalary, int numberOfWeeks) { salary = weeklySalary * numberOfWeeks; } }
可以使用下列语句中的任一个语句来创建此类:
Employee e1 = new Employee(30000); Employee e2 = new Employee(500, 52);
构造函数可以使用 base 关键字来调用基类的构造函数。例如:
public class Manager : Employee { public Manager(int annualSalary) : base(annualSalary) { //Add further instructions here. } }
在此示例中,基类的构造函数在执行构造函数块之前被调用。 base 关键字可带参数使用,也可不带参数使用。构造函数的任何参数都可用作 base 的参数,或用作表达式的一部分。有关更多信息,请参见base(C# 参考)。
在派生类中,如果不使用 base 关键字来显式调用基类构造函数,则将隐式调用默认构造函数(如果有的话)。这意味着下面的构造函数声明在效果上是相同的:
public Manager(int initialdata) { //Add further instructions here. } public Manager(int initialdata) : base() { //Add further instructions here. }
如果基类没有提供默认构造函数,派生类必须使用 base 显式调用基构造函数。
构造函数可以使用 this 关键字调用同一对象中的另一构造函数。和 base 一样,this 可带参数使用也可不带参数使用,构造函数中的任何参数都可用作 this 的参数,或者用作表达式的一部分。例如,可以使用 this 重写前一示例中的第二个构造函数:
public Employee(int weeklySalary, int numberOfWeeks) : this(weeklySalary * numberOfWeeks) { }
上一示例中对 this 关键字的使用导致此构造函数被调用:
public Employee(int annualSalary) { salary = annualSalary; }
构造函数可以标记为 public、private、protected、internal 或 protectedinternal。这些访问修饰符定义类的用户构造该类的方式。有关更多信息,请参见访问修饰符。
实例构造函数
使用 new 表达式创建某个类的对象时,会使用实例构造函数创建和初始化所有实例成员变量。要初始化静态类或非静态类中的静态变量,必须定义静态构造函数。
下面的示例演示实例构造函数:
class CoOrds { public int x, y; // constructor public CoOrds() { x = 0; y = 0; } }
注意
为了清楚起见,此类包含公共字段。建议在编程时不要使用公共字段,因为这种做法会使程序中任何位置的任何方法都可以不受限制、不经验证地访问对象的内部组件。数据成员通常应当为私有的,并且只应当通过类方法和属性来访问。
只要创建基于 CoOrds 类的对象,就会调用此实例构造函数。诸如此类不带参数的构造函数称为“默认构造函数”。然而,提供其他构造函数通常十分有用。例如,可以向 CoOrds 类添加构造函数,以便可以为数据成员指定初始值:
// A constructor with two arguments: public CoOrds(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }
这样便可以用默认或特定的初始值创建 CoOrd 对象,如下所示:
CoOrds p1 = new CoOrds(); CoOrds p2 = new CoOrds(5, 3);
如果某个类没有构造函数,则会自动生成一个默认构造函数,并使用默认值来初始化对象字段。例如,int 初始化为 0。有关默认值的更多信息,请参见 默认值表(C# 参考)。因此,由于 CoOrds 类的默认构造函数将所有数据成员都初始化为零,因此可以将它完全移除,而不会更改类的工作方式。本主题的稍后部分的示例 1 中提供了使用多个构造函数的完整示例,示例 2 中提供了自动生成的构造函数的示例。
也可以用实例构造函数来调用基类的实例构造函数。类构造函数可通过初始值设定项来调用基类的构造函数,如下所示:
class Circle : Shape { public Circle(double radius) : base(radius, 0) { } }
在此示例中,Circle 类将表示半径和高度的值传递给 Shape(Circle 从它派生而来)提供的构造函数。使用 Shape 和 Circle 的完整示例请见本主题中的示例 3。
示例 1
下面的示例说明包含两个类构造函数的类:一个类构造函数没有参数,另一个类构造函数带有两个参数。
class CoOrds { public int x, y; // Default constructor: public CoOrds() { x = 0; y = 0; } // A constructor with two arguments: public CoOrds(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; } // Override the ToString method: public override string ToString() { return (String.Format("({0},{1})", x, y)); } } class MainClass { static void Main() { CoOrds p1 = new CoOrds(); CoOrds p2 = new CoOrds(5, 3); // Display the results using the overriden ToString method: Console.WriteLine("CoOrds #1 at {0}", p1); Console.WriteLine("CoOrds #2 at {0}", p2); Console.ReadKey(); } }
输出:
CoOrds #1 at (0,0) CoOrds #2 at (5,3)
示例 2
在此示例中,类 Person 没有任何构造函数;在这种情况下,将自动提供默认构造函数,同时将字段初始化为它们的默认值。
public class Person { public int age; public string name; } class TestPerson { static void Main() { Person person = new Person(); Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", person.name, person.age); // Keep the console window open in debug mode. Console.WriteLine("Press any key to exit."); Console.ReadKey(); } }
输出:
Name: , Age: 0
注意,age 的默认值为 0,name 的默认值为 null。有关默认值的更多信息,请参见 默认值表(C# 参考)。
示例 3
下面的示例说明使用基类初始值设定项。 Circle 类是从通用类 Shape 派生的,Cylinder 类是从 Circle 类派生的。每个派生类的构造函数都使用其基类的初始值设定项。
abstract class Shape { public const double pi = Math.PI; protected double x, y; public Shape(double x, double y) { this.x = x; this.y = y; } public abstract double Area(); } class Circle : Shape { public Circle(double radius) : base(radius, 0) { } public override double Area() { return pi * x * x; } } class Cylinder : Circle { public Cylinder(double radius, double height) : base(radius) { y = height; } public override double Area() { return (2 * base.Area()) + (2 * pi * x * y); } } class TestShapes { static void Main() { double radius = 2.5; double height = 3.0; Circle ring = new Circle(radius); Cylinder tube = new Cylinder(radius, height); Console.WriteLine("Area of the circle = {0:F2}", ring.Area()); Console.WriteLine("Area of the cylinder = {0:F2}", tube.Area()); // Keep the console window open in debug mode. Console.WriteLine("Press any key to exit."); Console.ReadKey(); } }
输出:
Area of the circle = 19.63 Area of the cylinder = 86.39