C#的核心思想——面向对象#

本指南是对 C# 语言核心概念的深度扩展，重点聚焦类（Class）、继承（Inheritance）、接口（Interface）等面向对象编程（OOP）基础。相比基础版，本版添加了更多子主题、访问修饰符细节、构造函数重载、多态机制、显式接口实现、泛型支持、异常处理集成等高级用法。所有示例基于 C# 11+ 版本（兼容 .NET 8+），并包含完整可运行代码片段。建议使用 Visual Studio 或 Rider IDE 进行测试。本文适用于编程思想的入门，对于C#的使用特性会在后续更.

指南结构：

理论解释：概念定义与原理。
语法与示例：详细代码 + 输出解释。
注意事项：常见陷阱与最佳实践。
扩展用法：高级变体。

更多资源：参考 Microsoft C# 官方文档。

1. 类（Class）#

类是 C# OOP 的基石，用于封装数据和行为。类定义对象的结构，包括字段（数据存储）、属性（访问控制）、方法（行为逻辑）、构造函数（初始化）和析构函数（清理）。C# 类支持访问修饰符（Access Modifiers）控制可见性：public（公开）、private（私有，默认）、protected（保护，仅派生类访问）、internal（程序集内可见）、protected internal（程序集内或派生类可见）、private protected（派生类且同一程序集）。

1.1 基本语法与访问修饰符#

类默认是 internal。
成员默认是 private。

示例：完整类定义（包含访问修饰符）#

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using System;
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// 公共类
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public class Employee
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{
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    // 私有字段（封装数据）
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    private string id;
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    private decimal salary;  // protected internal 示例：程序集内或派生类可见
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    // 公共属性（自动实现，C# 3.0+）
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    public string Name { get; set; } = string.Empty;
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    // 保护属性（仅派生类访问）
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    protected int DepartmentId { get; set; }
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    // 内部属性（仅当前程序集可见）
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    internal DateTime HireDate { get; private set; }  // 私有 setter
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    // 构造函数重载（多种初始化方式）
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    public Employee()  // 默认构造函数
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    {
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        id = Guid.NewGuid().ToString();
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        HireDate = DateTime.Now;
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    }
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    public Employee(string name, decimal salary) : this()  // 链式调用默认构造函数
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    {
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        Name = name;
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        Salary = salary;  // 通过属性设置，触发验证
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    }
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    // 属性带验证的 setter
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    public decimal Salary
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    {
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        get => salary;
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        private set  // 私有 setter，仅类内部修改
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        {
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            if (value < 0)
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                throw new ArgumentException("薪资不能为负数");
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            salary = value;
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        }
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    }
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    // 私有方法（辅助逻辑）
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    private void ValidateEmployee()
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    {
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        if (string.IsNullOrEmpty(Name))
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            throw new InvalidOperationException("姓名不能为空");
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    }
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    // 公共方法
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    public void Promote(decimal raise)
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    {
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        ValidateEmployee();
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        Salary += raise;  // 私有 setter 允许内部访问
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        Console.WriteLine($"{Name} 晋升，薪资增加 {raise:C}。");
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    }
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    // 静态成员（类级）
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    public static int TotalEmployees { get; private set; } = 0;
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    // 静态构造函数（初始化静态成员）
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    static Employee()
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    {
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        Console.WriteLine("Employee 类静态初始化。");
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    }
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}
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// 使用类
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class Program
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{
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    static void Main()
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    {
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        Employee emp = new Employee("李四", 5000m);
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        emp.Promote(1000m);  // 输出: 李四 晋升，薪资增加 ￥1,000.00。
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        Console.WriteLine(Employee.TotalEmployees);  // 输出: 0（静态计数需手动增）
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        Employee.TotalEmployees++;  // 手动更新
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    }
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}

输出解释#

静态构造函数在首次访问类时运行。
属性 setter 验证确保数据完整性。

1.2 注意事项#

不可变类（C# 9.0+）：使用 init 仅允许初始化时设置，如 public string Name { get; init; }。
记录类型（Record，C# 9.0+）：简洁不可变类，如 public record Person(string Name, int Age);（自动生成相等比较）。
嵌套类：类内定义类，如 public class Outer { private class Inner { } }（仅 Outer 访问）。
部分类（Partial Class）：跨文件定义，如 partial class MyClass { } 和另一个文件 partial class MyClass { }（用于代码生成）。
陷阱：忘记 new 关键字实例化会导致编译错误。

1.3 扩展用法：析构函数与 IDisposable#

类可实现 IDisposable 接口进行资源管理（详见接口部分）。

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public class ResourceHolder : IDisposable
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{
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    private bool disposed = false;
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    public void Dispose()
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    {
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        if (!disposed)
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        {
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            // 清理资源
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            Console.WriteLine("资源已释放。");
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            disposed = true;
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        }
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    }
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    ~ResourceHolder()  // 析构函数（Finalizer，垃圾回收时调用）
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    {
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        Dispose();  // 确保清理
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    }
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}

使用 using 语句：using var holder = new ResourceHolder();（自动 Dispose）。

2. 继承（Inheritance）#

继承实现“Is-A”关系（如 Dog 是 Animal），支持代码复用和多态。C# 只支持单继承（类继承一个基类），但接口多继承。关键：虚方法（virtual）允许重写（override），new 隐藏基类方法。

2.1 基本语法与多态#

使用 : 继承。
virtual / override 启用运行时多态。
base 访问基类成员。

示例：多态继承（包含隐藏方法）#

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using System;
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// 基类
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public class Shape
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{
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    protected string Color { get; set; } = "黑色";
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    public Shape(string color)
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    {
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        Color = color;
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    }
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    // 虚方法（多态基础）
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    public virtual double CalculateArea() => 0;  // 默认实现
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    // 普通方法（用 new 隐藏）
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    public void DisplayInfo()
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    {
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        Console.WriteLine($"形状颜色: {Color}");
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    }
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}
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// 派生类1
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public class Circle : Shape
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{
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    public double Radius { get; set; }
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    public Circle(double radius, string color) : base(color)
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    {
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        Radius = radius;
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    }
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    // 重写虚方法（多态）
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    public override double CalculateArea()
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    {
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        return Math.PI * Radius * Radius;
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    }
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    // 隐藏基类方法（new 关键字，编译时绑定）
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    public new void DisplayInfo()
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    {
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        Console.WriteLine($"圆形，半径: {Radius}，颜色: {Color}");
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    }
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}
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// 派生类2（sealed 防止进一步继承）
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public sealed class Square : Shape
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{
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    public double Side { get; set; }
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    public Square(double side) : base("蓝色")
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    {
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        Side = side;
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    }
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    public override double CalculateArea() => Side * Side;
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    //

C#的核心思想——面向对象