Конструктор си шарп это

Обновлено: 02.02.2023

Вы уже знаете, что классы относятся к ссылочным типам данных. Это означает, что объекты конкретного класса доступны по ссылке. Ссылка -это 32/64-х битный адрес, указывающий на расположение членов-данных в управляемой куче, в отличие от значений простых типов, доступных непосредственно.

Но иногда прямой доступ к объектам (например, как к значениям простых типов) полезно иметь ради повышения эффективности программы. Ведь каждый доступ к объектам по ссылке связан с дополнительными издержками на расход вычислительных ресурсов и оперативной памяти.

Структуры отличаются от классов тем, как они сохраняются в памяти и как к ним осуществляется доступ (для начала – краткая формула «классы — это ссылочные типы, размещаемые в куче, структуры — типы значений, размещаемые в стеке»). Эта формула не совсем точная, пояснения см. позже. Структуры отличаются от классов некоторыми свойствами (например, структуры не поддерживают наследование).

Из соображений производительности следует использовать структуры для небольших типов данных. Однако в отношении синтаксиса структуры очень похожи на классы.

Первое и очевидное отличие состоит в том, что при их объявлении используется ключевое слово struct вместо class. Ниже приведена общая форма объявления структуры:

struct имя

объявления членов
>
где имя обозначает конкретное имя структуры.

Как у класса, так и у каждой структуры имеются свои члены: методы, поля, индексаторы, свойства, операторные методы и события. Так в структуре Double (библиотека System) определено 6 констант, 6 операторов отношения, 19 методов, 5 интерфейсов (проверьте, используя интеллектуальную подсказку). Не многовато ли для вещественного числа, как вы думаете?

В структурах допускается также определять конструкторы. В то же время для структуры нельзя определить конструктор, используемый по умолчанию (без параметров), который определяется для всех структур автоматически и не подлежит изменению. Такой конструктор инициализирует поля структуры значениями, задаваемыми по умолчанию (false для типа bool, 0 – для чисел). А поскольку структуры в отличие от классов не поддерживают наследование, то их члены нельзя указывать как abstract, virtual или protected.

Экземпляр (можно говорить и «объект») структуры может быть создан с помощью оператора new таким же образом, как и объект класса, но в этом нет особой необходимости. Когда используется оператор new, то вызывается конструктор, используемый по умолчанию. А когда этот оператор не используется, объект по-прежнему создается, хотя и не инициализируется. В этом случае инициализацию любых членов структуры придется выполнить вручную. Рассмотрим пример.

Результат выполнения программы:

Проверим, как работает конструктор без параметров. Первую строку метода Main() заменим на
student stud1 = new student();
Вторую и третью строку – закомментируем. Тогда при выводе результата в 1 строке получим:
студент 1: Имя: , возраст: 0
Следовательно, полю name была присвоена пустая строка, а полю возраст – число 0.

Здесь поля объектов stud1 и stud2 структуры student являются private-полями, а метод и конструктор объявлены как public.

А теперь ВНИМАНИЕ! Ключевая идея — Создание сложных конструкций данных, используя один тип данных, как элемент другой конструкции. В статье про типы данных мы выяснили, что все встроенные типы, относящиеся к типам значений (их еще называют простыми типами данных), являются структурами, хотя фактически каждая из них имеет одно поле, содержащее значение числа, символа или булевой переменной.

Структура позволяет объединять несколько различных по типу элементов под одним именем. Более того можно использовать неоднократное вложение одних типов данных в другие, используя структуры.

Для понимания этой идеи рассмотрим пример. Прототипом для него являются структуры из библиотеки System. Drawing: Point, Size и Rectangle.

Известно, что точка на экране задается парой целых чисел (X,Y) в пикселях. Объединим эти два числа в структуру точка. Установим максимальную защиту (private – по умолчанию) для этих полей. Добавим конструктор с параметрами точка(x,y) для инициализации объектов структуры точка, а также метод Get() для извлечения полей в строковом формате.

Размер прямоугольника на экране также задается парой чисел: шириной и высотой. Соответственно объявим структуру размер с полями (W,H). Добавим аналогичный конструктор с параметрами размер(w,h) для инициализации объектов структуры размер, а также метод Get() для извлечения полей в строковом формате.

Прямоугольник на экране определяется координатами верхнего левого угла (точка) и размером изображения (размер). Поэтому третью структуру построим на основе первых двух, назовем ее Rect (сокращенно от «прямоугольник»), полями которой будут объекты первых двух структур: точка P и размер S. Эти поля также будут защищенными (private – по умолчанию). Добавим в эту структуру конструктор с параметрами public Rect(int x, int y, int w, int h) и три метода: Get() для извлечения информации о прямоугольнике, Get_P() и Get_S для извлечения координат и размеров по отдельности.

В методе Main( ) последовательно инициализируем объект Rect r и покажем работу методов всех этих трех структур.

35


Конечно, если бы поля всех структур были объявлены с модификатором public, то в принципе можно обходиться структурами, имеющими только поля без методов. Но помня о том, что структуры похожи на классы, следует и к ним применять те же общие принципы, что и для классов в части защиты данных.

NEW: Наш Чат, в котором вы можете обсудить любые вопросы, идеи, поделиться опытом или связаться с администраторами.

При создании экземпляра класса или структуры вызывается его конструктор. Конструкторы имеют имя, совпадающее с именем класса или структуры, и обычно инициализируют члены данных нового объекта.

В следующем примере класс с именем Taxi определяется с помощью простого конструктора. Затем оператор new создает экземпляр этого класса. Конструктор Taxi вызывается оператором new сразу после того, как новому объекту будет выделена память.

Конструктор, который не принимает никаких параметров, называется конструктором без параметров. Конструкторы без параметров вызываются всякий раз, когда создается экземпляр объекта с помощью оператора new , а аргументы в new не передаются. Дополнительные сведения см. в разделе Конструкторы экземпляров.

Создание экземпляров класса можно запретить, сделав конструктор закрытым, следующим образом:

Дополнительные сведения см. в разделе Закрытые конструкторы.

Конструкторы для типов структур похожи на конструкторы классов, но structs не могут содержать явный конструктор без параметров, так как он предоставляется компилятором автоматически. Этот конструктор инициализирует каждое поле в struct со значением по умолчанию. При этом конструктор без параметров вызывается только в том случае, если экземпляр struct создается с помощью переменной new . Например, этот код использует конструктор без параметров, Int32чтобы гарантировать, что целое число инициализируется:

Однако следующий код вызывает ошибку компилятора, так как он не используется new , и потому что он пытается использовать объект, который не был инициализирован:

Кроме того, объекты на основе structs (включая все встроенные числовые типы) можно инициализировать или назначить, а затем использовать, как в следующем примере:

Поэтому вызов конструктора без параметров для типа значения не требуется.

Оба класса и structs могут определять конструкторы, принимающие параметры. Конструкторы, принимающие параметры, необходимо вызывать с помощью оператора new или base. Классы и structs могут определять также несколько конструкторов; для определения конструктора без параметров ни один их них не требуется. Пример:

Этот класс можно создать, воспользовавшись одним из следующих операторов:

Конструктор может использовать ключевое слово base для вызова конструктора базового класса. Пример:

В этом примере конструктор базового класса вызывается перед выполнением соответствующего ему блока. Ключевое слово base можно использовать как с параметрами, так и без них. Любые параметры для конструктора можно использовать как параметры для base или как часть выражения. Дополнительные сведения см. в разделе base.

В производном классе, если конструктор базового класса не вызывается явным образом с помощью base ключевого слова, конструктор без параметров, если он есть, вызывается неявно. Это означает, что следующие объявления конструкторов действуют одинаково:

Если базовый класс не предлагает конструктор без параметров, производный класс должен выполнить явный вызов базового конструктора с помощью base .

Конструктор может вызывать другой конструктор в том же объекте с помощью ключевого слова this. Как и base , this можно использовать с параметрами или без, а все параметры в конструкторе доступны как параметры this или как часть выражения. Например, второй конструктор в предыдущем примере можно переписать, используя this :

Применение ключевого слова this в приведенном выше примере привело к вызову конструктора:

Конструкторы могут иметь пометку public, private, protected, internal, protected internal или private protected. Эти модификаторы доступа определяют, каким образом пользователи класса смогут создавать класс. Дополнительные сведения см. в статье Модификаторы доступа.

Конструктор можно объявить статическим, используя ключевое слово static. Статические конструкторы вызываются автоматически непосредственно перед доступом к статическим полям и обычно используются для инициализации членов статического класса. Дополнительные сведения см. в разделе Статические конструкторы.

В прошлой статье для создания объекта использовался конструктор по умолчанию. Однако мы сами можем определить свои конструкторы. Как правило, конструктор выполняет инициализацию объекта. При этом если в классе определяются свои конструкторы, то он лишается конструктора по умолчанию.

На уровне кода конструктор представляет метод, который называется по имени класса, который может иметь параметры, но для него не надо определять возвращаемый тип. Например, определим в классе Person простейший конструктор:

Конструкторы могут иметь модификаторы, которые указываются перед именем конструктора. Так, в данном случае, чтобы конструктор был доступен вне класса Person, он определен с модификатором public .

Определив конструктор, мы можем вызвать его для создания объекта Person:

В данном случае выражение Person() как раз представляет вызов определенного в классе конструктора (это больше не автоматический конструктор по умолчанию, которого у класса теперь нет). Соответственно при его выполнении на консоли будет выводиться строка "Создание объекта Person"

Подобным образом мы можем определять и другие конструкторы в классе. Например, изменим класс Person следующим образом:

Теперь в классе определено три конструктора, каждый из которых принимает различное количество параметров и устанавливает значения полей класса. И мы можем вызвать один из этих конструкторов для создания объекта класса.

Консольный вывод данной программы:

Ключевое слово this

Ключевое слово this представляет ссылку на текущий экземпляр/объект класса. В каких ситуациях оно нам может пригодиться?

В примере выше во втором и третьем конструкторе параметры называются также, как и поля класса. И чтобы разграничить параметры и поля класса, к полям класса обращение идет через ключевое слово this . Так, в выражении

первая часть - this.name означает, что name - это поле текущего класса, а не название параметра name. Если бы у нас параметры и поля назывались по-разному, то использовать слово this было бы необязательно. Также через ключевое слово this можно обращаться к любому полю или методу.

Цепочка вызова конструкторов

В примере выше определены три конструктора. Все три конструктора выполняют однотипные действия - устанавливают значения полей name и age. Но этих повторяющихся действий могло быть больше. И мы можем не дублировать функциональность конструкторов, а просто обращаться из одного конструктора к другому также через ключевое слово this , передавая нужные значения для параметров:

В данном случае первый конструктор вызывает второй, а второй конструктор вызывает третий. По количеству и типу параметров компилятор узнает, какой именно конструктор вызывается. Например, во втором конструкторе:

идет обращение к третьему конструктору, которому передаются два значения. Причем в начале будет выполняться именно третий конструктор, и только потом код второго конструктора.

Стоит отметить, что в примере выше фактически все конструкторы не определяют каких-то других действий, кроме как передают третьему конструктору некоторые значения. Поэтому в реальности в данном случае проще оставить один конструктор, определив для его параметров значения по умолчанию:

И если при вызове конструктора мы не передаем значение для какого-то параметра, то применяется значение по умолчанию.

Инициализаторы объектов

Для инициализации объектов классов можно применять инициализаторы . Инициализаторы представляют передачу в фигурных скобках значений доступным полям и свойствам объекта:

С помощью инициализатора объектов можно присваивать значения всем доступным полям и свойствам объекта в момент создания. При использовании инициализаторов следует учитывать следующие моменты:

С помощью инициализатора мы можем установить значения только доступных из вне класса полей и свойств объекта. Например, в примере выше поля name и age имеют модификатор доступа public, поэтому они доступны из любой части программы.

Инициализатор выполняется после конструктора, поэтому если и в конструкторе, и в инициализаторе устанавливаются значения одних и тех же полей и свойств, то значения, устанавливаемые в конструкторе, заменяются значениями из инициализатора.

Инициализаторы удобно применять, когда поле или свойство класса представляет другой класс:

Обратите внимание, как устанавливается поле company :

Деконструкторы

Деконструкторы (не путать с деструкторами) позволяют выполнить декомпозицию объекта на отдельные части.

Например, пусть у нас есть следующий класс Person:

В этом случае мы могли бы выполнить декомпозицию объекта Person так:

Значения переменным из деконструктора передаюся по позиции. То есть первое возвращаемое значение в виде параметра personName передается первой переменной - name, второе возващаемое значение - переменной age.

По сути деконструкторы это не более,чем синтаксический сахар. Это все равно, что если бы мы написали:

При получении значений из декоструктора нам необходимо предоставить столько переменных, сколько деконструктор возвращает значений. Однако бывает, что не все эти значения нужны. И вместо возвращаемых значений мы можм использовать прочерк _ . Например, нам надо получить только возраст пользователя:

Поскольку первое возвращаемое значение - это имя пользователя, которое не нужно, в в данном случае вместо переменной прочерк.

Описанием объекта является класс , а объект представляет экземпляр этого класса. Можно еще провести следующую аналогию. У нас у всех есть некоторое представление о человеке, у которого есть имя, возраст, какие-то другие характеристики. То есть некоторый шаблон - этот шаблон можно назвать классом. Конкретное воплощение этого шаблона может отличаться, например, одни люди имеют одно имя, другие - другое имя. И реально существующий человек (фактически экземпляр данного класса) будет представлять объект этого класса.

В принципе ранее уже использовались классы. Например, тип string , который представляет строку, фактически является классом. Или, например, класс Console , у которого метод WriteLine() выводит на консоль некоторую информацию. Теперь же посмотрим, как мы можем определять свои собственные классы.

По сути класс представляет новый тип, который определяется пользователем. Класс определяется с помощью ключевого слова сlass :

После слова class идет имя класса и далее в фигурных скобках идет собственно содержимое класса. Например, определим в файле Program.cs класс Person, который будет представлять человека:

Однако такой класс не особо показателен, поэтому добавим в него некоторую функциональность.

Поля и методы класса

Класс может хранить некоторые данные. Для хранения данных в классе применяются поля . По сути поля класса - это переменные, определенные на уровне класса.

Кроме того, класс может определять некоторое поведение или выполняемые действия. Для определения поведения в классе применяются методы.

Итак, добавим в класс Person поля и методы:

В данном случае в классе Person определено поле name , которое хранит имя, и поле age , которое хранит возраст человека. В отличие от переменных, определенных в методах, поля класса могут иметь модификаторы, которые указываются перед полем. Так, в данном случае, чтобы все поля были доступны вне класса Person поля определены с модификатором public .

При определении полей мы можем присвоить им некоторые значения, как в примере выше в случае переменной name . Если поля класса не инициализированы, то они получают значения по умолчанию. Для переменных числовых типов это число 0.

Также в классе Person определен метод Print() . Методы класса имеют доступ к его поля, и в данном случае обращаемся к полям класса name и age для вывода их значения на консоль. И чтобы этот метод был виден вне класса, он также определен с модификатором public .

Создание объекта класса

После определения класса мы можем создавать его объекты. Для создания объекта применяются конструкторы . По сути конструкторы представляют специальные методы, которые называются так же как и класс, и которые вызываются при создании нового объекта класса и выполняют инициализацию объекта. Общий синтаксис вызова конструктора:

Сначала идет оператор new , который выделяет память для объекта, а после него идет вызов конструктора .

Конструктор по умолчанию

Если в классе не определено ни одного конструктора (как в случае с нашим классом Person), то для этого класса автоматически создается пустой конструктор по умолчанию, который не принимает никаких параметров.

Теперь создадим объект класса Person:

Для создания объекта Person используется выражение new Person() . В итоге после выполнения данного выражения в памяти будет выделен участок, где будут храниться все данные объекта Person. А переменная tom получит ссылку на созданный объект, и через эту переменную мы можем использовать данный объект и обращаться к его функциональности.

Обращение к функциональности класса

Для обращения к функциональности класса - полям, методам (а также другим элементам класса) применяется точечная нотация точки - после объекта класса ставится точка, а затем элемент класса:

Например, обратимся к полям и методам объекта Person:

Консольный вывод данной программы:

Константы классы

Кроме полей класс может определять для хранения данных константы. В отличие от полей из значение устанавливается один раз непосредственно при их объявлении и впоследствии не может быть изменено. Кроме того, константы хранят некоторые данные, которые относятся не к одному объекту, а ко всему классу в целом. И для обращения к константам применяется не имя объекта, а имя класса:

Здесь в классе Person определена константа type , которая хранит название класса:

Название класса не зависит от объекта. Мы можем создать много объектов Person, но название класса от этого не должно измениться - оно относится ко всем объектам Person и не должно меняться. Поэтому название типа можно сохранить в виде константы.

Стоит отметить, что константе сразу при ее определении необходимо присвоить значение.

Подобно обычным полям мы можем обращаться к константам класса внутри этого класса. Например, в методе Print значение константы выводится на консоль.

Однако если мы хотим обратиться к константе вне ее класса, то для обращения необходимо использовались имя класса:

Таким образом, если необходимо хранить данные, которые относятся ко всему классу в целом, то можно использовать константы.

Добавление класса в Visual Studio

Обычно классы помещаются в отдельные файлы. Нередко для одного класса предназначен один файл. И Visual Studio предоставляет по умолчанию встроенные шаблоны для добвления класса.

Для добавления класса нажмем в Visual Studio правой кнопкой мыши на название проекта:

В появившемся контекстном меню выберем пункт Add -> New Item. (или Add -> Class. )

В открывшемся окне добавления нового элемента убедимся, что в центральной части с шаблонами элементов у нас выбран пункт Class . А внизу окна в поле Name введем название добавляемого класса - пусть он будет назваться Person :

В качестве названия класса можно вводить как Person, так и Person.cs. И после нажатия на кнопку добавления в проект будет добавлен новый класс:

В файле Person.cs определим следующий код:

Здесь определен класс Person с одним полем name и методом Print.

В файле Program.cs , который представляет основной файл программы используем класс Person:

Таким образом, мы можем определять классы в отдельных файлах и использовать их в программе.

Определение структуры

Для определения структуры применяется ключевое слово struct :

После слова struct идет название структуры и далее в фигурных скобках размещаются элементы структуры - поля, методы и т.д.

Например, определим структуру, которая будет называться Person и которая будет представлять человека:

Как и классы, структуры могут хранить состояние в виде полей (переменных) и определять поведение в виде методов. Например, добавим в структуру Person пару полей и метод:

В данном случае определены две переменные - name и age для хранения соответственно имени и возраста человека и метод Print для вывода информации о человеке на консоль.

И как и в случае с классами, для обращения к функциональности структуры - полям, методам и другим компонентам структуры применяется точечная нотация - после объекта структуры ставится точка, а затем указывается компонент структуры:

Создание объекта структуры

Инициализация с помощью конструктора

Для использования структуры ее необходмо инициализировать. Для инициализации создания объектов структуры, как и в случае с классами, применяется вызов конструктура с оператором new . Даже если в коде стуктуры не определено ни одного конструктора, тем не менее имеет как минимум один конструктор - конструктор по умолчанию, который генерируется компилятором. Этот конструктор не принимает параметров и создает объект структуры со значениями по умолчанию.

Например, создадим объект структуры Person с помощью конструктора по умолчанию:

В данном случае создается объект tom. Для его создания вызывается конструктор по умолчанию, который устанавливает значения по умолчанию для его полей. Для числовых данных это значение 0, поэтому поле age будет иметь значение 0. Для строк это значение null , которое указывает на отсутствие значения. Но далее, если поля доступны (а в данном случае поскольку они имеют модификатор public они доступны), мы можем измениь их значения. Так, здесь полю name присваивается строка "Tom". Соответственно при выполнении метода Print() мы получим следующий консольный вывод:

Непосредственная иницилизация полей

Если все поля структуры доступны (как в случае с полями структуры Person, который имеют модификатор public ), то структуру можно инициализировать без вызова конструктора. В этом случае необходимо присвоить значения всем полям структуры перед получением значений полей и обращением к методам структуры. Например:

Инициализация полей по умолчанию

Однако даже в этом случае, несмотря на значения по умолчанию, необходимо явно определить и вызывать конструктор, если мы хотим использоват эти значения.

Конструкторы структуры

Как и класс, структура может определять конструкторы. Однако, если в структуре определяется конструктор, то в нем обязательно надо инициализировать все поля структуры.

Например, добавим в структуру Person конструктор:

В данном случае в структуре Person определен конструктор с двумя параметрами, для которых предоставлены значения по умолчания. Однако обратите внимание на создание первого объекта структуры:

Здесь по-прежнему применяется конструктор по умолчанию, тогда как при инициализации остальных двух переменных структуры применяется явно определенный конструктор.

Опять же при определении конструктора без параметров необходимо инициализировать все поля структуры.

В случае если нам необходимо вызывать конструкторы с различным количеством параметров, то мы можем, как и в случае с классами, вызывать их по цепочке:

Конструкторы по прежнему должны инициализировать значения всех полей, однако поскольку при вызове любого конструктора цепочка все равно закончится на последнем конструкторе, который выполняет инициализацию, то инициализацию полей в других конструкторах можно не делать. Консольный вывод программы:

Инициализатор структуры

Также, как и для класса, можно использовать инициализатор для создания структуры:

При использовании инициализатора сначала вызывается конструктор без параметров: если мы явным образом не определили конструктор без параметров, то вызывается конструктор по умолчанию. А затем его полям присваиваются соответствующие значения.

Копирование структуры с помощью with

Если нам необходимо скопировать в один объект структуры значения из другого с небольшими изменениями, то мы можем использовать оператор with :

В данном случае объект bob получает все значения объекта tom, а затем после оператора with в фигурных скобках указывается поля со значениями, которые мы хотим изменить.

Читайте также: