实例构造函数(C# 编程指南)

声明一个实例构造函数,以指定在使用 new 表达式创建某个类型的新实例时所执行的代码。 要初始化静态类或非静态类中的静态变量,可以定义静态构造函数

如以下示例所示,可以在一种类型中声明多个实例构造函数:

class Coords
{
    public Coords()
        : this(0, 0)
    {  }

    public Coords(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }

    public override string ToString() => $"({X},{Y})";
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        var p1 = new Coords();
        Console.WriteLine($"Coords #1 at {p1}");
        // Output: Coords #1 at (0,0)

        var p2 = new Coords(5, 3);
        Console.WriteLine($"Coords #2 at {p2}");
        // Output: Coords #2 at (5,3)
    }
}

在上个示例中,第一个无参数构造函数调用两个参数都等于 0 的第二个构造函数。 要执行此操作,请使用 this 关键字。

在派生类中声明实例构造函数时,可以调用基类的构造函数。 为此,请使用 base 关键字,如以下示例所示:

abstract class Shape
{
    public const double pi = Math.PI;
    protected double x, y;

    public Shape(double x, double y)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public abstract double Area();
}

class Circle : Shape
{
    public Circle(double radius)
        : base(radius, 0)
    {  }

    public override double Area() => pi * x * x;
}

class Cylinder : Circle
{
    public Cylinder(double radius, double height)
        : base(radius)
    {
        y = height;
    }

    public override double Area() => (2 * base.Area()) + (2 * pi * x * y);
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        double radius = 2.5;
        double height = 3.0;

        var ring = new Circle(radius);
        Console.WriteLine($"Area of the circle = {ring.Area():F2}");
        // Output: Area of the circle = 19.63
        
        var tube = new Cylinder(radius, height);
        Console.WriteLine($"Area of the cylinder = {tube.Area():F2}");
        // Output: Area of the cylinder = 86.39
    }
}

无参数构造函数

如果某个类没有显式实例构造函数,C# 将提供可用于实例化该类实例的无参数构造函数,如以下示例所示:

public class Person
{
    public int age;
    public string name = "unknown";
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        var person = new Person();
        Console.WriteLine($"Name: {person.name}, Age: {person.age}");
        // Output:  Name: unknown, Age: 0
    }
}

该构造函数根据相应的初始值设定项初始化实例字段和属性。 如果字段或属性没有初始值设定项,其值将设置为字段或属性类型的默认值。 如果在某个类中声明至少一个实例构造函数,则 C# 不提供无参数构造函数。

structure 类型始终提供无参数构造函数: 无参数构造函数是可生成某种类型的默认值的隐式无参数构造函数或显式声明的无参数构造函数。 有关详细信息,请参阅结构类型一文的结构初始化和默认值部分。

主构造函数

从 C# 12 开始,可以在类和结构中声明主构造函数。 将任何参数放在类型名称后面的括号中:

public class NamedItem(string name)
{
    public string Name => name;
}

主构造函数的参数位于声明类型的整个主体中。 它们可以初始化属性或字段。 它们可用作方法或局部函数中的变量。 它们可以传递给基本构造函数。

主构造函数指示这些参数对于类型的任何实例是必需的。 任何显式编写的构造函数都必须使用 this(...) 初始化表达式语法来调用主构造函数。 这可确保主构造函数参数绝对由所有构造函数分配。 对于任何 class 类型(包括 record class 类型),当主构造函数存在时,不会发出隐式无参数构造函数。 对于任何 struct 类型(包括 record struct 类型),始终发出隐式无参数构造函数,并始终将所有字段(包括主构造函数参数)初始化为 0 位模式。 如果编写显式无参数构造函数,则必须调用主构造函数。 在这种情况下,可以为主构造函数参数指定不同的值。 以下代码演示主构造函数的示例。

// name isn't captured in Widget.
// width, height, and depth are captured as private fields
public class Widget(string name, int width, int height, int depth) : NamedItem(name)
{
    public Widget() : this("N/A", 1,1,1) {} // unnamed unit cube

    public int WidthInCM => width;
    public int HeightInCM => height;
    public int DepthInCM => depth;

    public int Volume => width * height * depth;
}

可以通过在属性上指定 method: 目标,可以将属性添加到合成的主要构造函数方法:

[method: MyAttribute]
public class TaggedWidget(string name)
{
   // details elided
}

如果未指定 method 目标,则属性将放置在类上而不是方法上。

classstruct 类型中,主构造函数参数在类型主体中的任意位置可用。 它们可用作成员字段。 使用主构造函数参数时,编译器使用编译器生成的名称捕获私有字段中的构造函数参数。 如果类型主体中未使用主构造函数参数,则不会捕获私有字段。 该规则可防止意外分配传递给基构造函数的主构造函数参数的两个副本。

如果该类型包含 record 修饰符,则编译器将合成一个与主构造函数参数同名的公共属性。 对于 record class 类型,如果主构造函数参数使用与基主构造函数相同的名称,则该属性是基 record class 类型的公共属性。 它在派生的 record class 类型中不会重复。 不会为非 record 类型生成这些属性。

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