C#基础-5-方法与可空类型

前文:

一个方法是把一些相关的语句组织在一起,用来执行一个任务的语句块。每一个 C# 程序 至少有一个 带有 Main 方法的

要使用一个方法,需要进行 定义 方法和 调用 方法。

定义方法

当定义一个方法时,从根本上说是在声明它的结构的元素。在 C# 中,定义方法的语法如下:

<Access Specifier> <Return Type> <Method Name>(Parameter List)
{
   Method Body
}
  • Access Specifier:访问修饰符,这个决定了变量或方法对于另一个类的可见性。
  • Return type:返回类型,一个方法可以返回一个值。返回类型是方法返回的值的数据类型。如果方法不返回任何值,则返回类型为 void
  • Method name:方法名称,是一个唯一的标识符,且是大小写敏感的。它不能与类中声明的其他标识符相同。
  • Parameter list:参数列表,使用圆括号括起来,该参数是用来传递和接收方法的数据。参数列表是指方法的参数类型、顺序和数量。参数是可选的,也就是说,一个方法可能不包含参数。
  • Method body:方法主体,包含了完成任务所需的指令集。

下面的代码片段显示一个函数 FindMax ,它接受两个整数值,并返回两个中的较大值。它有 public 访问修饰符,所以它可以使用类的实例从类的外部进行访问:

class NumberManipulator
{
   public int FindMax(int num1, int num2)
   {
      /* 局部变量声明 */
      int result;

      if (num1 > num2)
         result = num1;
      else
         result = num2;

      return result;
   }
   ...
}

调用方法

可以使用方法名调用方法:

using System;

namespace CalculatorApplication
{
   class NumberManipulator
   {
      public int FindMax(int num1, int num2)
      {
         /* 局部变量声明 */
         int result;

         if (num1 > num2)
            result = num1;
         else
            result = num2;

         return result;
      }
      static void Main(string[] args)
      {
         /* 局部变量定义 */
         int a = 100;
         int b = 200;
         int ret;
         NumberManipulator n = new NumberManipulator();

         //调用 FindMax 方法
         ret = n.FindMax(a, b);
         Console.WriteLine($"最大值是: {ret}");
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

执行结果:

最大值是: 200

也可以使用类的实例从另一个类中调用其他类的公有方法,例如,方法 FindMax 属于 NumberManipulator 类,您可以从另一个类 Test 中调用它:

using System;

namespace CalculatorApplication
{
    class NumberManipulator
    {
        public int FindMax(int num1, int num2)
        {
            /* 局部变量声明 */
            int result;

            if (num1 > num2)
                result = num1;
            else
                result = num2;

            return result;
        }
    }
    class Test
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            /* 局部变量定义 */
            int a = 100;
            int b = 200;
            int ret;
            NumberManipulator n = new NumberManipulator();
            //调用 FindMax 方法
            ret = n.FindMax(a, b);
            Console.WriteLine($"最大值是: {ret}");
            Console.ReadLine();

        }
    }
}

执行结果:

最大值是: 200

关于静态方法和非静态方法的调用,详见:C++和C#调用不同目录其他文件中的函数或方法

递归调用

简单理解来说就是套娃,方法自己调用自己,例如:

using System;

namespace CalculatorApplication
{
    class NumberManipulator
    {
        public int factorial(int num)
        {
            /* 局部变量定义 */
            int result;

            if (num == 1)
            {
                return 1;
            }
            else
            {
                result = factorial(num - 1) * num;
                return result;
            }
        }
    
        static void Main(string[] args)
        {
            NumberManipulator n = new NumberManipulator();
            //调用 factorial 方法
            Console.WriteLine("6 的阶乘是: {0}", n.factorial(6));
            Console.WriteLine("7 的阶乘是: {0}", n.factorial(7));
            Console.WriteLine("8 的阶乘是: {0}", n.factorial(8));
            Console.ReadLine();

        }
    }
}

输出结果:

6 的阶乘是: 720
7 的阶乘是: 5040
8 的阶乘是: 40320

参数传递

当调用带有参数的方法时,需要向方法传递参数,有三种向方法传递参数的方式:

  • 值参数: 这种方式复制参数的实际值给函数的形式参数,实参和形参使用的是两个不同内存中的值。在这种情况下,当形参的值发生改变时,不会影响实参的值,从而保证了实参数据的安全。
  • 引用参数: 这种方式复制参数的内存位置的引用给形式参数。这意味着,当形参的值发生改变时,同时也改变实参的值。
  • 输出参数: 这种方式可以返回多个值。

值参数

这是参数传递的默认方式,在这种方式下,当调用一个方法时,会为每个值参数创建一个新的存储位置。实际参数的值会复制给形参,实参和形参使用的是两个不同内存中的值。所以,当形参的值发生改变时,不会影响实参的值,从而保证了实参数据的安全,示例:

using System;
namespace CalculatorApplication
{
   class NumberManipulator
   {
      public void Swap(int x, int y)
      {
         int temp;
         
         temp = x; /* 保存 x 的值 */
         x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
         y = temp; /* 把 temp 赋值给 y */
      }
      
      static void Main(string[] args)
      {
         NumberManipulator n = new NumberManipulator();
         /* 局部变量定义 */
         int a = 100;
         int b = 200;
         
         Console.WriteLine($"在交换之前,a 的值: {a}");
         Console.WriteLine($"在交换之前,b 的值: {b}");
         
         /* 调用函数来交换值 */
         n.Swap(a, b);
         
         Console.WriteLine($"在交换之后,a 的值: {a}");
         Console.WriteLine($"在交换之后,b 的值: {b}");
         
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

输出:

结果表明,即使在函数内改变了值,值也没有发生任何的变化。

不要被概念搞迷糊了,函数内部交换之后的x、y变量,即使值已经发生了变化,但是没有返回和调用,所以显示的还是原本刚定义的初始值。

引用参数

引用参数是一个对变量的 内存位置的引用。当按引用传递参数时,与值参数不同的是,它不会为这些参数创建一个新的存储位置。引用参数表示与提供给方法的实际参数具有相同的内存位置。在 C# 中,使用 ref 关键字声明引用参数,类似于C++中指针的概念。

详见:C#的引用类型和C++的指针异同之处

示例:

using System;
namespace CalculatorApplication
{
   class NumberManipulator
   {
      public void Swap(ref int x, ref int y)
      {
         int temp;

         temp = x; /* 保存 x 的值 */
         x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
         y = temp; /* 把 temp 赋值给 y */
       }
   
      static void Main(string[] args)
      {
         NumberManipulator n = new NumberManipulator();
         /* 局部变量定义 */
         int a = 100;
         int b = 200;

         Console.WriteLine($"在交换之前,a 的值: {a}");
         Console.WriteLine($"在交换之前,b 的值: {b}");

         /* 调用函数来交换值 */
         n.Swap(ref a, ref b);

         Console.WriteLine($"在交换之后,a 的值: {a}");
         Console.WriteLine($"在交换之后,b 的值: {b}");
 
         Console.ReadLine();

      }
   }
}

执行结果:

结果表明,swap 函数内的值改变了,且这个改变可以在 Main 函数中反映出来。

输出参数

return 语句可用于只从函数中返回一个值。但是,可以使用 输出参数 来从函数中返回两个值。输出参数会把方法输出的数据赋给自己,其他方面与引用参数相似。

using System;

namespace CalculatorApplication
{
   class NumberManipulator
   {
      public void GetValue(out int x )
      {
         int temp = 5;
         x = temp;
      }
   
      static void Main(string[] args)
      {
         NumberManipulator n = new NumberManipulator();
         /* 局部变量定义 */
         int a = 100;
         
         Console.WriteLine($"在方法调用之前,a 的值: {a}");
         
         /* 调用函数来获取值 */
         n.GetValue(out a);

         Console.WriteLine($"在方法调用之后,a 的值: {a}");
         Console.ReadLine();

      }
   }
}

输出结果:

在方法调用之前,a 的值: 100
在方法调用之后,a 的值: 5

提供给输出参数的变量不需要赋值,当需要从一个参数没有指定初始值的方法中返回值时,输出参数特别有用,例如:

using System;

namespace CalculatorApplication
{
   class NumberManipulator
   {
      public void GetValues(out int x, out int y )
      {
          Console.WriteLine("请输入第一个值: ");
          x = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
          Console.WriteLine("请输入第二个值: ");
          y = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
      }
   
      static void Main(string[] args)
      {
         NumberManipulator n = new NumberManipulator();
         /* 局部变量定义 */
         int a , b;
         
         /* 调用函数来获取值 */
         n.GetValues(out a, out b);

         Console.WriteLine($"在方法调用之后,a 的值: {a}");
         Console.WriteLine($"在方法调用之后,b 的值: {b}");
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

输入输出结果:

请输入第一个值:
7
请输入第二个值:
8
在方法调用之后,a 的值: 7
在方法调用之后,b 的值: 8

可空类型

单双问号

? 单问号用于对 intdoublebool 等无法直接赋值为 null 的数据类型进行 null 的赋值,意思是这个数据类型是 Nullable 类型的。

int? i = 3;
// 等同于:
Nullable<int> i = new Nullable<int>(3);
// 还有:
int a; //默认值0
int? b; //默认值null

?? 双问号用于判断一个变量在为 null 的时候返回一个指定的值,如果左边的表达式为 null ,则返回右边的值;否则返回左边的值。例如:

int? number = null;
int result = number ?? 10; // 如果 number 为 null,则 result = 10
Console.WriteLine(result); // 输出:10
// 或者:
string name = null;
string displayName = name ?? "Guest"; // 如果 name 为 null,则 displayName = "Guest"
Console.WriteLine(displayName); // 输出:Guest

详见: C#中的可空类型和问号

可空类型

C# 提供了一个特殊的数据类型,nullable 类型(可空类型),可空类型可以表示其基础值类型正常范围内的值,再加上一个 null 值。

例如,Nullable<Int32> ,可以被赋值为 -2,147,483,6482,147,483,647 之间的任意值,也可以被赋值为 null 值。类似的,Nullable<bool> 变量可以被赋值为 truefalsenull

在处理数据库和其他包含可能未赋值的元素的数据类型时,将 null 赋值给数值类型或布尔型的功能特别有用。例如,数据库中的布尔型字段可以存储值 truefalse,或者,该字段也可以未定义。

示例:

using System;
namespace CalculatorApplication
{
   class NullablesAtShow
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         int? num1 = null;
         int? num2 = 45;
         double? num3 = new double?();
         double? num4 = 3.14157;
         
         bool? boolval = new bool?();

         // 显示值
         Console.WriteLine($"显示可空类型的值: {num1}, {num2}, {num3}, {num4}");
         Console.WriteLine($"一个可空的布尔值: {boolval}");
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

执行结果:

双问号的作用示例:

using System;
namespace CalculatorApplication
{
   class NullablesAtShow
   {
         
      static void Main(string[] args)
      {
         
         double? num1 = null;
         double? num2 = 3.14157;
         double num3;
         num3 = num1 ?? 5.34;      // num1 如果为空值则返回 5.34
         Console.WriteLine($"num3 的值: {num3}");
         num3 = num2 ?? 5.34;
         Console.WriteLine($"num3 的值: {num3}");
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

输出结果:

num3 的值: 5.34
num3 的值: 3.14157