第六章 型別和成員基礎
目錄：
6.1 型別的各種成員
6.2 型別的可見性
6.3 成員的可見性
6.4 靜態類
6.5 分部類，結構和介面
6.6 元件，多型和版本控制
6.1 型別的各種成員
常量：資料值恆定不變的符號。常亮總與型別管理，不與型別的例項關聯。邏輯上總是靜態成員
欄位：只讀或可讀/可寫的資料值。
例項構造器：將物件的例項欄位初始化為良好初始狀態的特使方法。
型別構造器：將型別的靜態欄位初始化為良好初始狀態的特殊方法。
方法：更改或查詢型別或物件狀態的函式。作用於型別稱為靜態方法，作用於物件稱為例項方法。
操作符過載：實際是方法，定義了當操作符作用於物件時，應該如何操作該物件。
轉換操作符：定義如何隱士或顯示將物件從一種型別轉型為另一種型別的方法。
屬性：允許用簡單的，欄位風格的語法設定或查詢型別或物件的邏輯狀態，同時保證狀態不被破壞。
事件：靜態事件允許型別向一個或多個靜態或例項方法傳送通知。例項事件允許物件向一個或多個靜態或例項方法傳送通知。引發事件通常是為了響應提供事件的型別或物件的狀態的改變。事件包含兩個方法，允許靜態或例項方法登記或登出對該事件的關注。還有一個委託欄位來維護已登記的方法集。
型別：型別可定義其他巢狀型別。
6.2 型別的可見性
public：不僅對定義程式集中的程式碼可見，還對其他程式集中的程式碼可見。
internal：僅對定義程式集中的程式碼可見。
友元程式集：能夠使定義為internal的型別給另一個程式集的程式碼訪問。 生程式集時，可用”InternalsVisibleTo“特性：該特性獲取友元程式集名稱和公鑰的字串引數。
6.3 成員的可見性
| CLR術語 | C#術語 | 描述 |
| Private | private | 成員只能由定義型別或任何巢狀型別中方法訪問 |
| Family | protected | 成員只能由定義型別，任何巢狀型別或者不管在任何程式集中的派生型別中的方法訪問 |
| Family and Assembly | (不支援) | 成員只能由定義型別，任何巢狀型別或者同一程式集中定義的任何派生型別中的方法訪問 |
| Assembly | internal | 成員只能由定義程式集中的方法訪問。 |
| Family or Assembly | protected internal | 成員可由任何巢狀型別，任何派生型別或者定義程式集中的任何方法訪問 |
| Public | public | 成員可由任何程式集的任何方法訪問 |
在C#中，如果沒有顯式宣告成員的可訪問性，編譯器通常預設選擇private。CLR要求介面型別的所有成員都具有Public可訪問性。編譯器禁止開發人員顯式指定介面成員的可訪問性，它會自動將所有成員的可訪問性設為public。
派生類重寫基型別定義的成員時，C#編譯器要求原始成員和重寫成員具有相同的可訪問性。
6.4 靜態類
靜態類的作用是組合一組相關的成員。在C#中，要用static關鍵字定義不可例項化的類。該類只能應用於類，不能應用於結構。因為CLR總是允許值型別例項化，這是沒辦法阻止的。
限制：
靜態類必須直接從基類System.Object派生，從其他任何基類派生都沒有意義。
靜態類不能實現任何介面，這是因為只有使用類的例項時，才可呼叫類的介面方法。
靜態類只能定義靜態成員（欄位，方法，屬性和事件），任何例項成員都會導致編譯器報錯。
靜態成員不能作為欄位，方法引數或區域性變數使用，因為它們都代表引用了例項的變數，而這是不允許的。
6.5 分部類，結構和介面
partial關鍵字告訴編譯器：類，結構或介面的定義原始碼可能要分散到一個或多個原始碼檔案中。
將型別原始碼分散到多個檔案的原因有三：
原始碼控制
在同一個檔案中或結構分解成不同的邏輯單元
程式碼拆分
6.6 元件，多型和版本控制
元件軟體程式設計（Component SoftWare Programming,CSP）是OOP發展到極致的成果。下面列舉元件的一些特點。
元件（.Net Framework稱為程式集）有“已經發布”的意思。
元件有自己的標誌（名稱，版本，語言文化和公鑰）。
元件永遠維持自己的標誌（程式集中的程式碼永遠不會靜態連結到另一個程式集中；.NET總是使用動態連結）
元件清楚指明它所依賴的元件（引用元資料表）。
元件應編擋它的類和成員。C#語言通過原始碼內的XML文件和編譯器的/doc命令列開關提供這個共功能。
元件必須指定它需要的安全許可權。CLR的程式碼訪問安全性（Code Access Security,CAS）機提供這個功能。
元件要釋出在任何“維護版本”中都不會改變的介面（物件模型）。“維護版本”代表元件的新版本，它向後相容元件的原始版本。
.NET Framework 中的版本包含四個部分：主版本號（major version），次版本號（minor version），內部版本號（build number）和修訂號（revision）。major/minor部分通常程式碼程式集的一個連續的，穩定的功能集，而build/revision部分通常代表對這個功能集的一次維護。
將一個元件（程式集）中定義的型別作為另一個元件（程式集）中的一個型別的基型別使用時，便會發生版本控制問題。顯然，如果基類的版本（被修改得）低於派生類，派生類的行為也會改變，這可能造成類的行為失常。
與元件版本控制相關的C#關鍵字
| C#關鍵字 | 型別 | 方法/屬性/事件 | 常量/欄位 |
| abstract | 表示不能構造該型別的例項 | 表示為了構造派生型別的例項，派生型別必須重寫並實現這個成員 | （不允許） |
| virtual | （不允許） | 表示這個成員可由派生型別重寫 | （不允許） |
| override | （不允許） | 表示派生型別正在重寫基型別的成員 | （不允許） |
| sealed | 表示該型別不能用作基型別 | 表示這個成員不能被派生型別重寫，只能將該關鍵字應用於重寫虛方法的方法 | （不允許） |
| new | 應用於巢狀型別，方法，屬性，常量或欄位時，表示該成員與基類中相似的成員無任何關係 | ||
6.6.1 CLR如何呼叫虛方法，屬性和事件
編譯程式碼，編譯器會在程式集的方法定義表中寫人記錄項，每個記錄項都用一組標誌（flag）指明方法是例項方法，虛方法還是靜態方法。
寫程式碼呼叫方法，生成呼叫程式碼的編譯器會檢查方法定義的標誌，判斷應如何生成IL程式碼來正確呼叫方法。CLR提供兩個方法呼叫指令。
call：該IL指令可呼叫靜態方法，例項方法和虛方法。用call指令呼叫靜態方法，必須指定方法的定義型別。用call指令呼叫例項方法或虛方法，必須指定引用了物件的變數。call指令假定該變數不為null。call指令經常用於以非虛方式呼叫虛方法。
callvirt：該IL指令可呼叫例項方法和虛方法，不能呼叫靜態方法。用callvirt指令呼叫例項方法或虛方法，必須指定引用了物件的變數。用callvirt指令呼叫非虛例項方法，變數的型別指明瞭方法的定義型別。用callvirt指令呼叫虛例項方法，CLR調查發出呼叫的物件的實際型別，然後以多型方式呼叫方法。為了確定型別，發出呼叫的變數絕不能是null。換言之，編譯這個呼叫時，JIT編譯器會生成程式碼來驗證變數的值是不是null。如果是，callvirt指令造成CLR丟擲NullReferenceException異常。
設計型別時應儘量減少虛方法數量。首先，呼叫虛方法的速度比呼叫非虛方法慢。其次，JIT編譯器不能內嵌虛方法，這進一步影響效能。第三，虛方法使元件版本控制變得更脆弱。第四，定義基型別時，經常要提供一組過載的簡便方法。如果希望這些方法時多型的，最好的方法是使最複雜的方法成為虛方法，使所有過載的簡便方法成為非虛方法。
6.6.2 合理使用型別的可見性和成員的可訪問
密封類相對於非密封類的優勢：
版本控制
效能
安全性和可預測性
定義類時遵循的原則：
定義類時，除非確定要將其作為基類，並允許派生類對它進行特化，否則總是顯式地指定為sealed類。
類的內部，將資料欄位定義為private。
在類的內部，將自己的方法，屬性和事件定義為priavate和非虛。如果要公開就定義為public，儘量避免定義為protected或internal，因為這會使型別面臨更大的安全風險。最後才考慮使用virtual，因為虛成員會放棄許多控制，喪失獨立性，變得徹底依賴於派生型別的正確行為。
OOP有一條古老的格言，大意時當事情變得過於複雜時，就搞更多的型別出來。當演算法的實現開始變得複雜時，我會定義一些輔助型別來封裝獨立的功能。如果定義的輔助型別只由一個“超型別”使用，我會在“超型別”中巢狀這些輔助型別。這樣除了可以限制範圍，還允許巢狀的輔助型別中的程式碼引用“超型別”中定義的私有成員。
6.6.3 對型別進行版本控制時的虛方法的處理
使用override重寫基類虛方法。