05. C#入门系列【类、结构、枚举】：从青铜到王者的进阶之路
C#入门系列【类、结构、枚举】：从青铜到王者的进阶之路
一、引言：为什么需要自定义类型？
在C#的世界里，系统自带的类型（如int、string、bool）就像是基础武器，能解决一些简单问题。但当你面对复杂的业务场景时，就需要像英雄联盟里的英雄一样，打造属于自己的"终极武器"——自定义类型。
比如，你要开发一个游戏，需要描述一个角色：
- 只用系统类型：
string name = "盖伦"; int level = 18; double health = 616.28; string[] skills = { "致命打击", "勇气", "审判", "德玛西亚正义" }; - 用自定义类型：
var garen = new Hero { Name = "盖伦", Level = 18, Health = 616.28,Skills = new[] { "致命打击", "勇气", "审判", "德玛西亚正义" } };
哪个更简洁明了？一目了然！
二、自定义类型的"三剑客"
1. 类（Class）：最全能的战士
类就像是游戏中的全能型英雄，既能扛伤害（封装数据），又能打输出（提供方法）。
public class Hero
{// 字段：英雄的属性private string _name;// 属性：英雄的公开特性public string Name { get => _name; set => _name = value ?? throw new ArgumentNullException("名字不能为空"); }public int Level { get; set; } = 1; // 默认1级public double Health { get; set; }public string[] Skills { get; set; }// 方法：英雄的技能public void Attack() => Console.WriteLine($"{Name}使用了普通攻击！");public void UseSkill(int skillIndex){if (skillIndex < 0 || skillIndex >= Skills?.Length){Console.WriteLine($"{Name}没有这个技能！");return;}Console.WriteLine($"{Name}使用了技能：{Skills[skillIndex]}！");}
}
使用示例：
var ezreal = new Hero
{Name = "探险家",Level = 15,Health = 520.36,Skills = new[] { "秘术射击", "精华跃动", "奥术跃迁", "精准弹幕" }
};ezreal.UseSkill(3); // 输出：探险家使用了技能：精准弹幕！
2. 结构（Struct）：轻量级特种兵
结构就像是游戏中的特种兵，身材小巧（值类型），但行动迅速（无需堆内存分配）。
public struct Point
{public double X { get; set; }public double Y { get; set; }// 构造函数public Point(double x, double y) => (X, Y) = (x, y);// 方法：计算到原点的距离public double DistanceToOrigin() => Math.Sqrt(X * X + Y * Y);// 重写ToString方法public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}
使用示例：
var point = new Point(3, 4);
Console.WriteLine($"点{point}到原点的距离是：{point.DistanceToOrigin()}");
// 输出：点(3, 4)到原点的距离是：5
类 vs 结构：
| 特性 | 类（引用类型） | 结构（值类型） |
|---|---|---|
| 存储位置 | 堆（Heap） | 栈（Stack）或字段 |
| 拷贝方式 | 引用拷贝 | 值拷贝 |
| 默认初始值 | null | 各字段的默认值 |
| 适合场景 | 复杂对象、需要继承 | 轻量级数据、频繁创建销毁 |
3. 枚举（Enum）：游戏中的技能栏
枚举就像是游戏中的技能栏，把一组相关的值放在一起，方便选择和使用。
public enum HeroType
{Warrior, // 战士Mage, // 法师Assassin, // 刺客Tank, // 坦克Support, // 辅助Marksman // 射手
}// 为Hero类添加Type属性
public class Hero
{// 其他成员保持不变...public HeroType Type { get; set; }
}
使用示例：
var yasuo = new Hero
{Name = "亚索",Type = HeroType.Assassin,Skills = new[] { "斩钢闪", "风之障壁", "踏前斩", "狂风绝息斩" }
};Console.WriteLine($"{yasuo.Name}是一名{yasuo.Type}型英雄。");
// 输出：亚索是一名Assassin型英雄。// 更友好的输出
string GetTypeName(HeroType type) => type switch
{HeroType.Warrior => "战士",HeroType.Mage => "法师",HeroType.Assassin => "刺客",HeroType.Tank => "坦克",HeroType.Support => "辅助",HeroType.Marksman => "射手",_ => type.ToString()
};Console.WriteLine($"{yasuo.Name}是一名{GetTypeName(yasuo.Type)}型英雄。");
// 输出：亚索是一名刺客型英雄。
三、进阶技巧：让自定义类型更强大
1. 继承与多态：英雄的"觉醒"
通过继承，你可以让英雄获得更强大的能力。
// 基类：所有英雄的共同特性
public abstract class BaseHero
{public string Name { get; set; }public int Level { get; set; } = 1;// 抽象方法：必须由子类实现public abstract void UltimateSkill();// 虚方法：子类可以重写public virtual void Attack() => Console.WriteLine($"{Name}进行了普通攻击。");
}// 子类：战士英雄
public class WarriorHero : BaseHero
{public override void UltimateSkill() => Console.WriteLine($"{Name}使用了终极技能：神罗天征！");public override void Attack() => Console.WriteLine($"{Name}使用了战技：突刺！");
}// 子类：法师英雄
public class MageHero : BaseHero
{public override void UltimateSkill() => Console.WriteLine($"{Name}使用了终极技能：陨石天降！");public override void Attack() => Console.WriteLine($"{Name}使用了魔法：火球术！");
}
多态演示：
BaseHero[] heroes = new BaseHero[]
{new WarriorHero { Name = "赵云" },new MageHero { Name = "诸葛亮" }
};foreach (var hero in heroes)
{hero.Attack();hero.UltimateSkill();Console.WriteLine("----------------");
}// 输出：
// 赵云使用了战技：突刺！
// 赵云使用了终极技能：神罗天征！
// ----------------
// 诸葛亮使用了魔法：火球术！
// 诸葛亮使用了终极技能：陨石天降！
// ----------------
2. 接口：英雄的"装备"
接口就像是游戏中的装备，只要英雄"穿上"（实现），就能获得相应的能力。
// 可远程攻击接口
public interface IRemoteAttack
{void RemoteAttack();
}// 可控制接口
public interface IControl
{void ControlEnemy();
}// 射手英雄：实现多个接口
public class MarksmanHero : BaseHero, IRemoteAttack, IControl
{public override void UltimateSkill() => Console.WriteLine($"{Name}使用了终极技能：万箭齐发！");public void RemoteAttack() => Console.WriteLine($"{Name}进行了远程攻击！");public void ControlEnemy() => Console.WriteLine($"{Name}使用了控制技能：致盲！");
}
接口使用：
var jinx = new MarksmanHero { Name = "金克丝" };
jinx.RemoteAttack(); // 金克丝进行了远程攻击！
jinx.ControlEnemy(); // 金克丝使用了控制技能：致盲！
3. 泛型：英雄的"万能钥匙"
泛型就像是游戏中的万能钥匙，可以适配各种场景。
// 装备槽：可以存放任何类型的装备
public class EquipmentSlot<T>
{private T _equipment;public void Equip(T equipment){Console.WriteLine($"装备了：{equipment}");_equipment = equipment;}public T Unequip(){Console.WriteLine($"卸下了：{_equipment}");var temp = _equipment;_equipment = default;return temp;}
}// 使用示例
var weaponSlot = new EquipmentSlot<string>();
weaponSlot.Equip("无尽之刃"); // 装备了：无尽之刃
var weapon = weaponSlot.Unequip(); // 卸下了：无尽之刃
四、常见陷阱与避坑指南
1. 结构的"甜蜜陷阱"
结构是值类型，频繁装箱拆箱会影响性能。
错误示范：
var points = new List<Point>();
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{points.Add(new Point(i, i)); // 大量结构实例，可能导致性能问题
}
解决方案：
- 对于大数据量，优先使用类
- 使用
Span<T>或Memory<T>避免装箱
2. 枚举的"数字游戏"
枚举默认是int类型，可能导致意外赋值。
错误示范：
HeroType type = (HeroType)99; // 无效的枚举值，但编译通过
解决方案：
- 使用
[Flags]特性创建位标志枚举 - 在使用前验证枚举值有效性
if (!Enum.IsDefined(typeof(HeroType), type)) {Console.WriteLine("无效的英雄类型！"); }
3. 继承的"深渊巨口"
过度继承会导致代码复杂度爆炸，就像游戏中技能点加错了一样。
错误示范：
public class TankWarriorMageHero : BaseHero // 多重职责，违反单一职责原则
{// ...
}
解决方案：
- 优先使用组合而非继承
- 遵循SOLID设计原则
- 使用接口实现多角色能力
五、总结：自定义类型的"通关秘籍"
-
选择合适的类型：
- 类：复杂对象，需要继承和多态
- 结构：轻量级数据，频繁创建销毁
- 枚举：固定值集合，提高代码可读性
-
善用高级特性：
- 继承：扩展功能，实现多态
- 接口：定义契约，实现横向扩展
- 泛型：提高代码复用性
-
避开常见陷阱：
- 注意结构的性能问题
- 验证枚举值的有效性
- 避免过度继承
掌握了这些，你就能在C#的世界里像职业选手一样，灵活运用各种自定义类型，轻松应对各种复杂的业务场景，成为代码界的"王者"！