类的定义

在 C# 中，类是一种用户定义的数据类型，它是面向对象编程的基本构建块。类用于封装数据（通过字段）和行为（通过方法）。定义一个类的基本语法如下：

class ClassName
{
    // 类的成员（字段、方法、属性等）
}

例如，定义一个简单的Person类：

class Person
{
    // 字段，用于存储人的姓名
    public string Name;
    // 方法，用于打印问候语
    public void SayHello()
    {
        Console.WriteLine($"Hello, my name is {Name}.");
    }
}

类的成员

字段

字段是类中的变量，用于存储数据。它们可以有不同的访问修饰符，如public、private、protected等。public字段可以从类的外部访问，而private字段只能在类的内部访问。例如，在上面的Person类中，Name是一个public字段。

方法

方法是类中的函数，用于定义类的行为。方法可以接受参数并返回一个值。例如，Person类中的SayHello方法没有参数，并且返回类型为void（即不返回任何值）。如果一个方法要返回一个值，需要在方法声明中指定返回类型。

例如：

class Calculator
{
    public int Add(int num1, int num2)
    {
        return num1 + num2;
    }
}

属性
属性提供了一种灵活的方式来访问和修改类中的数据。属性在形式上类似于字段，但实际上它们包含了get（用于获取值）和set（用于设置值）访问器。例如，我们可以为Person类的Name字段添加属性：

class Person
{
    private string _name;
    public string Name
    {
        get { return _name; }
        set { _name = value; }
    }

}

这样，我们可以通过属性来访问和修改_name字段，并且可以在get和set访问器中添加额外的逻辑，如数据验证。

构造函数

构造函数是一种特殊的方法，用于在创建类的对象时初始化对象的状态。构造函数的名称与类名相同，并且没有返回类型（甚至不能是void）。例如：

class Person
{
    public string Name;
    public int Age;
    public Person(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }
}

现在，当我们创建一个Person对象时，必须提供姓名和年龄：

1	Person p = new Person("John", 30);

访问修饰符

public：公开的，类的外部可以访问。例如，public方法和字段可以在其他类中通过对象实例来访问。
private：私有的，只能在类的内部访问。通常用于封装类的内部实现细节，防止外部代码的非法访问。
protected：受保护的，只能在类的内部以及该类的派生类中访问。用于在继承关系中控制成员的访问权限。
internal：内部的，在同一个程序集（Assembly）内可以访问。这对于组织代码和限制访问范围很有用。

继承

C# 支持类的继承，它允许一个类（派生类或子类）继承另一个类（基类或父类）的成员。继承的语法如下：

class DerivedClass : BaseClass
{
    // 派生类的成员
}

例如，定义一个Student类继承自Person类：

class Student : Person
{
    public string School;
    public Student(string name, int age, string school) : base(name, age)
    {
        School = school;
    }
}

在这里，Student类继承了Person类的Name和Age字段以及相关方法。并且Student类有自己的字段School。构造函数中的base(name, age)用于调用基类Person的构造函数来初始化继承的成员。

多态性

多态性是面向对象编程的重要概念，C# 通过方法重写（Override）来实现多态。在基类中定义一个虚方法（使用virtual关键字），然后在派生类中重写该方法（使用override关键字）。例如：

class Shape
{
    public virtual double Area()
    {
        return 0;
    }
}
class Circle : Shape
{
    private double radius;
    public Circle(double r)
    {
        radius = r;
    }
    public override double Area()
    {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

当我们有一个Shape类型的数组，其中包含不同的形状（如Circle）对象时，通过调用Area方法，会根据对象的实际类型（多态）来执行正确的Area计算方法。

车辆类与向量类的定义和使用

车辆类（Vehicle Class）

定义和基本属性

首先，车辆类可以包含车辆的基本属性，如品牌（brand）、型号（model）、颜色（color）、速度（speed）等。在 C# 中，可以这样定义车辆类：

class Vehicle
{
    public string Brand { get; set; }
    public string Model { get; set; }
    public string Color { get; set; }
    private double speed;
    public double Speed
    {
        get { return speed; }
        set
        {
            if (value >= 0)
            {
                speed = value;
            }
        }
    }
}

这里，Brand、Model和Color是公共属性，可以直接读写。Speed属性是通过一个私有字段speed来实现的，并且在设置速度时进行了简单的验证，确保速度不小于 0。

方法

车辆类可以有一些方法，比如加速（Accelerate）和减速（Decelerate）方法。

class Vehicle
{
    //... 前面定义的属性
    public void Accelerate(double increment)
    {
        Speed += increment;
    }
    public void Decelerate(double decrement)
    {
        Speed -= decrement;
        if (Speed < 0)
        {
            Speed = 0;
        }
    }
}

这些方法可以改变车辆的速度属性。Accelerate方法将速度增加指定的增量，Decelerate方法将速度减少指定的减量，并确保速度不会小于 0。

向量类（Vector Class）

定义和基本操作

在数学和编程中，向量是一个很重要的概念。在 C# 中，可以定义一个二维向量类，包含 x 和 y 两个分量。

class Vector
{
    public double X { get; set; }
    public double Y { get; set; }
    public Vector(double x, double y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

这是一个简单的向量类定义，有两个公共属性X和Y来表示向量的两个分量，并且通过构造函数来初始化这两个分量。

向量运算方法

向量类可以有一些方法来进行向量运算，比如向量加法和减法。

class Vector
{
    //... 前面定义的属性和构造函数
    public Vector Add(Vector other)
    {
        return new Vector(X + other.X, Y + other.Y);
    }
    public Vector Subtract(Vector other)
    {
        return new Vector(X - other.X, Y - other.Y);
    }
}

Add方法用于将当前向量和另一个向量相加，返回一个新的向量。Subtract方法用于将当前向量减去另一个向量，也返回一个新的向量。