《CLR via C#》笔记：第2部分 设计类型（3）

  1.7 C#, 3.2 游戏引擎技术
  • 本博客所总结书籍为《CLR via C#（第4版）》清华大学出版社，2021年11月第11次印刷（如果是旧版书籍或者pdf可能会出现书页对不上的情况）
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  • 在学习本章节之前，您可能需要了解如下知识点：
    方法与委托：传送门
    ref和out关键字：传送门
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第七章 常量和字段

常量

  • 常量是从不变化的符号。定义常量时，必须在编译时就要确定他的值。（P155 1）常量总是被视为静态成员而不是实例成员，定义常量将导致创建元数据。（P155 2）运行时不需要为常量分配任何内存，不能获取常量对的地址，也不能以引用的方式传递常量。（P155 last）更新常量必须要重新编译，而不是重新生成DLL程序集。（P156 last2）

字段

  • 字段是一种数据成员，容纳了一个值类型的实例或者对一个引用类型的引用。（P156 last2）
  • 字段存储在动态内存中，他们的值在运行时才能获取。字段可以是任何数据类型，（P157 2）
image 45 - 《CLR via C#》笔记：第2部分 设计类型（3）
public sealed class SomeType 
{
    //这是一个静态readonly字段;在运行时对这个类进行初始化时
    //它的值会被计算并存储到内存中
    public static readonly Random s_random = new Random ( ) ;
    //这是一个静态read/write字段
    private static Int32 s_numberofwrites =0;
    //这是一个实例readonly字段
    public readonly string Pathname = "Untitled" ;
    //这是一个实例read/write字段
    private system.IO.Filestream n_fs;
    public someType (String pathname) i
    //该行修改只读字段pathname.
    //在构造器中可以这样做
    this.Pathname = pathname ;
    public string DoSomething () 
    {
        //该行读写静态read/ write字段
        s _numberOfwrites = s_numberofwrites + 1;
        //该行读取readonly实例字段
        return Pathname ;
    }
}

第八章 方法

实例构造器和类（引用类型）

  • 构造器是将类型的实例初始化为良好状态的特殊方法。创建引用类型的实例时，首先为实例的数据字段分配内存，然后初始化对象的附加字段(类型对象指针和同步块索引)，最后调用类型的实例构造器来设置对象的初始状态。（P161 2）
  • 构造引用类型的对象时，在调用类型的实例构造器之前，为对象分配的内存总是先被归零。没有被构造器显式重写的所有字段都保证获得0或null值。
  • 实例构造器永运不能继承。（P161 last）
  • 如果有几个已初始化的实例字段和许多重载的构造器方法，可考虑不是在定义字段时初始化，而是创建单个构造器来执行这些公共的初始化。然后，让其他构造器都显式调用这个公共初始化构造器。
using system;
internal sealed class SomeType 
{
    //不要显式初始化下面的字段
    private int32   m_x;
    private string  m_s;
    private Double  m_d;
    private Byte    m_b;
    //该构造器将所有字段都设为默认值，
    //其他所有构造器都显式调用该构造器
    public SomeType () 
    {
        m_x = 5;
        m_s ="Hi there" ;
        m_d = 3.14159;
        m_b = Oxff ;
    }
    //该构造器将所有的字段都设为默认值，然后修改m_x
    public someType (lnt32 x): this()
    {
        m_x=x;
    }
    //该构造器将所有的字段都设为默认值，然后修改m_s
    public SomeType (string s): this()
    {
        m_s= s;
    }
    //该构造器首先将所有字段都设为默认值，然后修改m_x和m_s
    public someType (Int32 x,string s): this ()
    {
        m_x=x;
        m_s =s;
    }
}

实例构造器的结构（值类型）

  • 值类型不需要定义构造器（P164 last3）C#不允许值类型带有无参构造器（P166 2）
  • internal class Point{public Point(){}}

类型构造器

  • 类型构造器可以应用于接口（CLR可以C#不行），引用类型和值类型，作用为设置类型的初始状态。(P167 2),C#允许值类型定义无参的类型构造器，并在首次被访问时执行代码。类型构造器总是私有的。
    不推荐在值类型中定义类型的构造器。
  • internal struct/class A{static A(){}}

操作符重载方法

  • 示例
public sealed class Complex
{
    public static Complex operator+{Complex c1,Complex c2}{}
}
image 46 - 《CLR via C#》笔记：第2部分 设计类型（3）
一元操作符
image 47 - 《CLR via C#》笔记：第2部分 设计类型（3）
二元操作符

转换操作符方法

  • 如果源类型或目标类型不是基元类型，便一去会生成代码，要求CLR执行转换（强制转型）（P173 last 2）
  • 转换符操作重载（P174 last）

扩展方法

  • 示例（P176 last）
  • 扩展方法的规则和原则：
    1、C#只支持扩展方法，不支持扩展属性、扩展事件、扩展操作符等
    2、扩展方法（第一个参数前面有this的方法）必须在非泛型的静态类中生命
    3、C#编译器在静态类中查找扩展方法时，要求静态类本身必须具有文件作用域。
    4、多个静态类可以定义相同的扩展方法。
    5、扩展方法可能存在版本控制问题。（P178last）
  • 可以为接口类型（P179 last）委托类型（P180 2）枚举类型（P180 3）定义扩展方法，C#允许创建委托来引用一个对象上的扩展方法。（P180 last）

分部方法

  • 要根据使用工具定制类型方法
    传统方法：需要重写这个类型，然后再类型中重写方法，且类型必须是非密封的类。
    分部方法：使用partial解决同时覆盖类的行为。（P182 last）可以用于密封类、静态类以及值类型。
//改写示例
//工具生成的代码
internal class base->internal sealed partial class base
protected virtual void->partial void

//开发人员生成的代码，存储在另一个源代码文件中
internal class Derived : Base
{
    protected override void OnNameChanging(string value) 
    {
        if(string. IsNul1OrEmpty (value) )
        throw new ArgumentNullException ("value" );
    }
}
->
internal sealed partial class Derived : Base
{
    partial void OnNameChanging(string value) 
    {
        if(string. IsNul1OrEmpty (value) )
        throw new ArgumentNullException ("value" );
    }
}
  • 分部方法的规则和原则：
    1、只能在分部类或结构中声明
    2、分部方法返回的值始终为void，任何参数都不能用out修饰符来标记
    3、声明和实现必须具有完全一直的签名
    4、如果没有对应的实现部分，便不能在代码中创建一个委托来引用这个分部方法
    5、分部方法总是被视为private方法，但C#编译器进制在该方法声明前添加private

第九章 参数

可选参数和命名参数

  • 设计方法的参数时，可为部分或全部参数分配默认值。（这部分没学好的建议回炉重造 ）（P185 last）
  • 在方法中为部分参数指定默认值的规则和原则：（P186 last）
    1、可为方法、构造器方法和有参数性（C#索引器）的参数指定默认值。还可为属于委托定义一部分的参数指定默认值。以后调用该委托类型的变量时刻省略实参来接受默认值。
    2、有默认值的参数必须放在没有默认值的所有参数之后。
    3、默认值必须是编译时能确定的常量值。
    4、不要重命名参数变量，否则任何调用者以传参数名的方式传递实参，他们的代码也必须修改。
    5、如果方法从模块外部调用，更改参数的默认值具有潜在的危险性。
    6、如果参数用ref或者out关键字进行了表示，就不能设置默认值。因为没有办法为这些参数传递有意义的默认值。
  • 在可选或命名参数调用方法时的规则和原则：（P187 last）
    1、实参可按任意顺序传递，但命名实参只能出现在实参列表的尾部。
    2、可按名称将实参传给没有默认值的参数，但所有必须的实参都必须传递，编译器才能编译代码。
    3、C#不允许省略逗号之间的实参。

隐式类型的局部变量

  • C#能根据初始化表达式的类型推断方法中的局部变量的类型（P188 last）

以传引用的范式想方法传递参数

  • CLR默认所有方法参数都传值。传递引用类型的对象时,对象引用(或者说指向对象的指针)被传给方法。注意引用(或指针)本身是传值的，意味着方法能修改对象，而调用者能看到这些修改。对于值类型的实例，传给方法的是实例的一个副本，意味着方法将获得它专用的一个值类型实例副本，调用者中的实例不受影响。（P190 1）
  • C#使用out或ref支持以传引用而非传值的方式传递参数。CLR不区分out和ref，它们都生成相同的IL代码，元数据也几乎一致。但C#编译器区分这两个关键字，out表明不指望调用者在调用方法之前初始化好对象，被调用的方法不能读取参数的值，而且在返回前必须向这个值写入。ref表明调用者必须在调用该方法前初始化参数的值，被调用的方法可以读取值以及/或者向值写入。（P190 last2）

向方法传递可变数量的参数

  • params关键字：只能应用于方法签名中的最后一个参数。（P195 last）
//该方式只能表示一维数组（任意类型）
static int Add(params int[] values) 
{
    int sum = 0 ;
    if(values != null) 
    {
        for (int x = 0; x < values . Length; x+十)
            sum+= values [x ] ;
    }
    return sum;
}
//使用该关键字允许如下方法调用
Add(1,2,3,4,5,6);
//应用于任意数量、任意类型数据
static int Add(params Object[] values)

参数和返回类型的设计规范

  • 声明方法的参数类型时，应尽量指定最弱的类型，宁愿要接口也不要基类。（P197 1）

常量性

  • CLR没有提供讲方法或参数声明为常量的功能。（P198 last）

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