4.3.2　内置的引用类型

引用类型的变量又称为对象，存储的是对实际数据的引用。引用类型的变量存储在托管栈中，而实际的数据存储在托管堆中，引用类型主要成员如下，如图4-7所示。

图　4-7　C#语言中内置的引用类型

1.类

类是C#中最重要的类型，它使用关键字class进行声明。关于类的更多内容将会在第9章介绍，这里只简单介绍类的声明和实例化。

我们定义一个类，用以描述现实中的矩形，如图4-8所示。矩形本身就是一个类，它具有如下几个特征：

图　4-8　类

❑长度

❑宽度

❑位置（这里通过左上角的坐标来表示）

通过确定这几个特征就可以确定一个矩形的长、宽以及在某一个平面上的位置，从而得到一个具体的矩形。长度、宽度以及位置不同的矩形有无穷多，所以我们说，矩形是一个类，而这三个要素所确定的每一个具体的矩形就是类的一个实例（或者叫做对象），如图4-9所示。实例4是一种特殊的矩形——正方形。至于是否应该将正方形归类到矩形，从面向对象软件设计的角度讲是有争议的，详情可以参考设计模式中的“里氏代换原则^[1]"。

图　4-9　矩形类及其实例

下面，我们看看类相关的语法。首先，我们使用如下语法声明一个类：

class TestClass

{

//方法，属性，字段，事件，委托

//以及内部类等，这些都是类的主体.

}

例如，我们声明一个SampleObject的类，它有一个字符串类型的sampleValue字段，代码如下：

class SampleObject

{

public string sampleValue；

}

一般情况都需要对类进行实例化，我们可以使用new关键词对类进行实例化，例如：

SampleObject sampleObject=new SampleObject（）；

sampleObject.sampleValue="sampleValue's scope"；

2.接口

一个有关程序设计的最佳实践，就是要求面向接口编程，这样可以降低程序各部分间的耦合度。那么什么是接口呢？接口和类有什么区别？实现了接口的类必须实现接口规定的方法、属性等，可以说接口是一种约定，甚至是一种规定。接口和类的重要区别有如下两点：

❑接口可以继承多个基接口，而类只能继承一个类，但可以实现多个接口；

❑接口只能包含签名，不能含有实现，类无此限制。

接口能包含下列成员的签名：

❑方法

❑属性

❑事件

❑索引器

如图4-10所示，接口定义了两个方法：方法1和方法2，那么实现该接口的两个类都必须提供这两个方法的实现。除此之外，每个实现类都可以有独立的其他方法实现，接口对此并无限制，例如第一个类除了实现方法1和方法2之外还有方法3，另一个实现类还有方法4。

图　4-10　接口

接下来我们定义一个接口，并且实现它：

interface TestInterface

{

void TestMethod（）；

}

class TestClass：TestInterface

{

public void TestMethod（）

{

Console.WriteLine（"Hello world！"）；

}

}

3.委托

委托^[2]类似C++中的函数指针，但它是类型安全的，也就是说它能够引用函数。每一个委托都有一个签名，可以使用delegate关键字来声明一个委托。如图4-11所示，委托引用了方法1、方法2等，调用委托就相当于调用它所引用的方法1、方法2等，并且调用的顺序是按方法出现在委托中的顺序。

图　4-11　委托

下面，我们通过以下代码来看一个委托实例：

class TestDelegate

{

delegate void OneDelegate（）；

void method1（）

{

Console.WriteLine（"I'm method1！"）；

}

void method2（）

{

Console.WriteLine（"I'm method2！"）；

}

void Main（）

{

OneDelegate oneDelegate=method1；

oneDelegate+=method2；

oneDelegate（）；

}

}

4.字符串

字符串^[3]可以说是使用最频繁也是最常见的类型了，想必大家对它并不陌生。C#语言中的字符串类型是string，它是.NET Framework中String的别名。string类型表示零或更多Unicode字符（char）组成的序列，既然是序列，也就意味着字符串是一个字符数组（char[]），你可以使用[]运算符来访问string中的每个字符。可以使用如下几种方法声明并初始化一个字符串类型的变量：

string str1="hello world！"；

var str2="hello world！"；

5.数组

数组是一种数据结构，它包含若干相同类型的变量，使用如下语法进行声明：

type[]arrayName；

这里的type可以是值类型，也可以是引用类型。其中，arrayName是变量名，它是个标识符。需要注意的是，声明数组时，方括号"[]"必须在类型type后面，而不能在标识符后面，这一点和C语言不同。

包含在数组中的变量叫做元素，元素的类型就是数组的类型。下面我们看看如何去读取数组中的元素，其语法是：

type arrayValue=arrayName[index]；

这里的index是数组的下标，它从0开始，因此最大值比数组长度少1。举例说明，如果数组有10个元素，那么第一个元素的下标为0，最后一个元素的下标为9，以此类推。

数组示意图如图4-12所示。

图　4-12　数组示意图

仅仅声明还不行，在使用它之前先要进行初始化，语法如下：

type[]arrayName=new type[num]；

在上述代码中，声明以后立刻对数组进行了初始化。也可以把声明和初始化分开来做，如：

type[]arrayName；

arrayName=new type[num]；

这里的num是指定数组的大小，比如，可以这样声明一个含有10个元素的int型数组，如代码清单4-10所示。

代码清单4-10　数组示例

using System；

namespace ProgrammingCSharp4

{

class Program

{

static void Main（string[]args）

{

int[]sampleArray=new int[10]；

for（int i=0；i＜sampleArray.Length；i++）

{

Console.WriteLine（sampleArray[i]）；

}

}

}

}

这里声明并初始化了一个含有10个元素的数组，运行它，我们会得到如下结果：

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

在声明并初始化数组以后，在对每个元素赋值之前，它们的初始值就是相应类型type的默认值，这里是int类型的默认值0。如果是引用类型的数组，那么相应类型的默认值请参阅表4-1。

下面是另一种类型的初始化方式，如下：

int[]sampleArray={1，10，20，30，60}；

关于数组的更多内容，请参阅第18章。

注意数组的大小一旦确定就无法再进行改变，即增加和减少元素数量都是不允许的。如果声明数组的时候没有指明数组大小，则必须在初始化时进行指定，或通过int[]sampleArray={1，10，20，30，60}；由编译器自动确定。

6.object类型

C#里的object是.NET框架中Object的别名。在CTS中，所有类型包括：预定义类型、用户自定义类型、引用类型和值类型，都是直接或间接从Object继承的。因此，可以将任何类型的值赋给object类型的变量。第1章提到，将值类型的变量转换为对象的过程称为“装箱”，相反，将对象类型的变量转换为值类型的过程称为“拆箱”。

7.null类型

null关键字代表一个空值，用以表示一个引用没有指向任何对象或数组。它是引用类型变量的默认值，具体可参考表4-1。另外，null不可作为一个类型去声明变量，也不能作为一个目标类型以推断某参数的类型。

[1]里氏替换原则：任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。这里由于正方形的长度和宽度一样，因此在某些情况下可能就无法替换矩形，比如宽度小于长度作为条件的时候。此外，如果大家还不熟悉设计模式，强烈推荐《设计模式之禅》一书（书号：978-7-111-29544-0）。

[2]关于委托的更多内容，请参阅第15章。

[3]关于字符串的更多内容，请参阅第20章。