第五章 面向对象编程（三）

第五章 面向对象编程（三）

访问基类

 

当访问类中的虚拟方法时，派生类中的方法的版本被调用，就是说，如果你想调用基类中的方法，而它已经被派生类覆盖，那么，就会自动调用派生类中的版本。这通常用于调用想被覆盖的方法的基本实现。这并不总是需要，但是，对于库函数设计是需要的；因为，如果不这样做，它会导致基类的出问题。

为了访问基类中的方法，要使用关键字 base。下面的例子实现一个类，从 System.Windows.Form 中派生。使用了隐式类构造，类型 MySquareForm 有一个参数 color：

module File3

 

open System.Drawing

openSystem.Windows.Forms

 

//define a class that inherits from 'Form'

type MySquareForm(color)=

  inherit Form()

  // override the OnPaint method to draw on the form

  override x.OnPaint(e) =

    e.Graphics.DrawRectangle(color,

                             10, 10,

                             x.Width - 35,

                             x.Height - 60)

    base.OnPaint(e)

  // override the OnResize method to respond to resizing

  override x.OnResize(e) =

    x.Invalidate()

    base.OnResize(e)

 

//create a new instance of the form

let form = newMySquareForm(Pens.Blue)

 

//show the form

doApplication.Run(form)

 

[

在交互式窗口中使用下面的语句：

 

form.ShowDialog()

 

否则，会出错：

System.InvalidOperationException:在单个线程上开始另一个消息循环是无效操作。

]

 

在这个窗体中，我们覆盖了两个方法OnPaint 和 OnResize；在这些方法中，使用了关键字 base，它授权访问基类，用来调用这个方法的基类实现。

 

 

属性和索引器

 

属性是一种特别类型的方法，对于调用它的代码来说，它看起来就像一个值；索引器也实现了类似的用途，对于调用它的代码来说，使方法更有一点儿像集合。属性和索引器都有存取器（accessors），包括一个用于读的取（get accessors）和用于写的存（set accessors）。

属性的定义，与方法相同，用关键字 member，加表示对象的参数，加点，加成员名；之后，不用方法参数，而是用关键字 with，加 get 或 set；后面是参数，get 方法的参数是空类型，set 方法必须有一个唯一的参数；加等号，加表达式，构成方法体。如果需要第二个方法，就用关键字 and 把它们连接到一起。

下面的例子定义了一个类，有唯一的属性 MyProp，返回一个随机数。存属性重置随机数生成的种子：

 

// aclass with properties

type Properties() =

  let mutable rand =new System.Random()

  // a property definition

  member x.MyProp

    with get () = rand.Next()

    and set y = rand <- new System.Random(y)

 

//create a new instance of our class

let prop = new Properties()

 

//run some tests for the class

prop.MyProp<- 12

printfn"%d" prop.MyProp

printfn"%d" prop.MyProp

printfn"%d" prop.MyProp

 

下面是运行的结果：

[

说是随机数，但是，可能不太像，因为每次运行结果都完全一样。

]

 

2137491492

726598452

334746691

 

也可以声明抽象属性，语法是相似的，只是关键字 member 换成了 abstract；省略表示对象的参数，就像在方法中做的一样；成员名的后面是用冒号隔开的类型名；加关键字 with，之加 get 或 set，表示继承的方法必须实现 get 或 set，用逗号隔开。对于调用它的代码来说，属性跟字段完全一样。

下面的例子是对前面代码的修改，现在使用接口IAbstractProperties。注意，派生类ConcreteProperties 必须使用关键字 with 和 and 实现 get 和 set 方法。

 

// aninterface with an abstract property

type IAbstractProperties=

  abstract MyProp: int

    with get, set

 

// aclass that implements our interface

typeConcreteProperties() =

  let mutable rand =new System.Random()

  interface IAbstractProperties with

    member x.MyProp

      with get() = rand.Next()

      and set(y) = rand <- new System.Random(y)

[

let prop = newConcreteProperties() :> IAbstractProperties

 

//run some tests for the class

prop.MyProp<- 12

printfn"%d" prop.MyProp

printfn"%d" prop.MyProp

printfn"%d" prop.MyProp

]

 

索引器是有两个以上参数的属性，一个表示在伪集合中元素的位置，其他的表示在集合中的索引。在 C# 中，所有的索引器在底层实现上都是Item，但是，程序员们从来就不用这个名字，因为它总是隐含的；在 F# 中，程序员可以选择索引器属性的名字。如果选择的名字 Item，那么，会提供专门的语法访问这个属性。

创建索引器的语法与属性相似，但是，get 方法可有一个或多个参数，而 set 方法，有两个或多个参数；下一步是访问索引器中的元素，如果它的名字叫是Item，那么，就使用专门的类似访问数组的语法，只是把圆括号换成方括号：

 

// aclass with indexers

typeIndexers(vals:string[]) =

  // a normal indexer

  member x.Item

    with get y = vals.[y]

    and set y z = vals.[y] <- z

  // an indexer with an unusual name

  member x.MyString

    with get y = vals.[y]

    and set y z = vals.[y] <- z

 

//create a new instance of the indexer class

let index = new Indexers [|"One"; "Two"; "Three"; "Four"|]

 

//test the set indexers

index.[0]<- "Five";

index.Item(2)<- "Six";

index.MyString(3)<- "Seven";

 

//test the get indexers

printfn"%s" index.[0]

printfn"%s" (index.Item(1))

printfn"%s" (index.MyString(2))

printfn"%s" (index.MyString(3))

 

运行结果如下：

 

Five

Two

Six

Seven

 

注意，当索引器的名字不是 Item时，应该记住，其他 .Net 语言想使用这个类就很困难了。

 

 

覆盖非 F# 库中的方法

 

覆盖非 F# 库中的方法，方法定义必须是以元组的形式，就是必须用括号括起来，用逗号分隔。

下面的例子定义的类实现接口 System.Net.ICredentials，它只有一个方法GetCredential，有两个参数，就在接口实现的后面。如何在方法 GetCredentialList 中把接口当作值使用：

[

为这个方法创建一个 F# 函数

]

 

typeCredentialsFactory() = class

  interface System.Net.ICredentialswith

    member x.GetCredential(uri, authType) =

      new System.Net.NetworkCredential("rob","whatever", "F#credentials")

  member x.GetCredentialList uri authTypes =

    let y = (x :> System.Net.ICredentials)

    let getCredential s = y.GetCredential(uri, s)

    List.map getCredential authTypes

end

 

在第十四章，将学习更多有关 F# 与 C# 签名之间关系的内容。

 

 

抽象类

 

在 F# 中定义约定（contract）通常可接受的方法就是接口，在大多数情况下都能很好的工作。但是，接口有一个致命的问题：任何一点对接口定义的改变，对客户端代码来说都是破坏性的。这对于将要新建的应用程序来说可能不是问题，因为所有的底层代码对我们来讲，都是可控的。事实上，它甚至是有用的，因为，编译器会自动通知你所有需要改变的代码。然而，如果我们准备发布接口，作为库函数的一部分，那么，改变接口的定义，就会引起问题。例如，假设有一个接口，抽象类定义成约定，这里重要的差别在于，抽象的基类可能有具体的方法和属性，这使得版本化一个抽象基类比接口要容易一些，因为，可以添加具体的成员而不需要做重大改变。不像接口，抽象类可以有具体成员，意思是，类只能从抽象类继承。

抽象类的语法与类完全相同，只是抽象类可以有抽象成员。为了保证添加抽象成员不犯错误，没有提供实现，需要为抽象类加上 [<AbstactClass>] 属性。如果选择使用抽象类，前面的示例User 可能看起来就像这样：

 

// a abstract class that represents a user

// it's constructor takes one parameters,

// the user's name

[<AbstractClass>]

type User(name) =

  //the implmentation of this method should hashs the

  //users password and checks it against the known hash

 abstract Authenticate: evidence: string -> bool

  //gets the users logon message

 member x.LogonMessage() =

   Printf.sprintf "Hello, %s" name

 

 

类和静态方法

 

静态方法类似实例方法，但是它不指向类的任何实例，因此，不能访问类的字段。

创建静态方法，用关键字 static，加关键字 member，加方法名，加参数，加等号，加方法定义。与声明实例方法基本相同，只是多了一个关键字 static，少了表示对象的参数。不要表示对象的参数，是逻辑上的需要，因为，方法不需要访问对象的属性。

静态方法提供了另一种途径来创建对象的新实例，F# 没有提供重载类构造函数的功能，因此，提供静态方法来调用类的构造函数。下面再返回到User 类的示例，这一次增加一个静态方法，根据数据库中的用户唯一标识来创建用户：

 

open Strangelights.Samples.Helpers

 

// a class that represents a user

// it's constructor takes two parameters,the user's

// name and a hash of their password

type User(name, passwordHash) =

  //hashs the users password and checks it against

  //the known hash

  memberx.Authenticate(password) =

    lethashResult = hash (password, "sha1")

    passwordHash= hashResult

 

  //gets the users logon message

  memberx.LogonMessage() =

    Printf.sprintf"Hello, %s" name

 

  //a static member that provides an alterative way

  //of creating the object

  staticmember FromDB id =

    letname, ph = getUserFromDB id

    newUser(name, ph)

 

let user = User.FromDB 1

 

注意，调用静态方法，用的是和方法相关联的类型名，而不是和方法相关联的类型的值。

静态方法也可以为使用的类提供运算符。声明运算符的基本语法与声明其他静态方法相同，但是方法名换成了放在括号中的运算符。运算符的参数必须是元组，通常，需要使用类型注释，来指示其类型。

下面的例子假设你想在类 MyInt 中重新实现整型，并在类中定义加法：

 

type MyInt(state:int) = class

  memberx.State = state

  staticmember ( + ) (x:MyInt, y:MyInt) : MyInt = new MyInt(x.State + y.State)

  overridex.ToString() = string state

end

 

let x = new MyInt(1)

let y = new MyInt(1)

 

printfn "(x + y) = %A" (x + y)

 

运行结果如下：

 

(x + y) = 2

 

 

有明确字段和构造函数的类

 

本章到这里，关注还只是类的隐式语法，但是，F# 还有另一种类型的语法：显式语法。隐式语法通常更好的原因：第一，往往比显式语法更短；第二，F# 编译器能够优化这种类。隐式语法通常就是 let 绑定，和给类的构造函数的参数不会成为类中的字段；有了隐式语法，只要有可能（使对象在内存中更小），编译器可以自由地删除。然而，这些优化有时也会有问题。某些使用反射（reflection）的APIs，要求类和它们的实例有选定的字段；这样，作为程序员就需要使用显式语法才能有额外的控制能力。

在显式语法中，在类型名的后面不需要类的构造函数；相反，类型名后直接加等号，加关键字 class，加类的定义（比如，type User =class ...）。当使用显式语法时，类的结尾，用关键字end。

定义字段，使用关键字 val，加字段名和类型名，之间用冒号隔开。默认情况下，类中的字段是不可变的，就是说，一旦绑定到一个值，这个值只能重新绑定到另外的值。偶尔，重新绑定到其他值，也可能是有用的；这样，F# 就提供了关键字 mutable；当字段用关键字 mutable 定义，无论程序员什么时候选择，都能重新绑定。

为了能够创建类的一个实例，必须显式增加构造函数。这样做，需要增加一个成员，它总是命名为 new，加构造函数[ ?，好像应该是构造函数的参数]，用括号括起来；加等号，加程序块（用大括号括起来），包含初始化中类中的每一个字段的表达式。重载构造函数是可能的，通过增加额外的有不同数量参数的构造函数实现；如果想用不同类型的参数重载，那么，必须提供类型注释。

下面的例子，重写了我们的第一个类，用显式语法，定义了简单的 User 类，代码多了几行；

 

open System.Web.Security

 

// give shorte name to password hashingmethod

let hash =FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile

 

// a class that represents a user

// it's constructor takes two parameters,the user's

// name and a hash of their password

type User = class

  //the class' fields

  valname: string

  valpasswordHash: string

 

  //the class' constructor

  new(name, passwordHash) =

    {name = name; passwordHash = passwordHash }

 

  //hashs the users password and checks it against

  //the known hash

  memberx.Authenticate(password) =

    lethashResult = hash (password, "sha1")

    x.passwordHash= hashResult

 

  //gets the users logon message

  memberx.LogonMessage() =

    Printf.sprintf"Hello, %s" x.name

end