面向過程的結構化編程，例如1972年美國貝爾研究所推出的C語言，這類編程方式重點放在在定函數上，將較大任務分解成若干小任務，每個小任務由函數實現，分而治之的思想，然而隨着軟件規模的不斷擴張，軟件的復雜程度空前提高，例如Vista系統代碼達到5000萬行，安裝光盤有2.5GB。這種情況下，面向過程的自頂向下按功能將軟件分解成不同模塊的開發方式，分解模塊時很難保持各模塊的獨立性，使程序員設計模塊時很難排除其他模塊的影響，要同時考慮眾多模塊，故隨着程序規模的擴大，需要記住的細節越來越多，到一定程序時就變得難以應付了。另外，數據與代碼相分離的情況下，程序員往往很難理清數據和操作之間的聯系。從而出現了軟件危機。面向對象編程（Object-Oriented Programming，OOP）面向對象編程（Object-Oriented Programming，OOP）是一種強有力的軟件開發方法，在這種方法中，數據和對數據的操作被封裝成“零件”，人們用這些零件組裝程序。面向對象編程的組織方式和人們認識現實世界的方式一致，符合人們的思維習慣，大大減輕程序員的思維負擔；同時它有助於控制軟件的復雜性，提高軟件的生產效率。所以面向對象方法得到廣泛應用，已成為目前最流行的軟件開發方法。20世紀80年代初，貝爾實驗室在C語言基礎上設計了C++語句，1995年Sun公司提出了Java語言，2000年微軟公布了C#語言。
面向對象編程和結構化編程並不矛盾，實際上面向對象編程的局部就是由結構化程序單元組成的。
1.面向對象的基本概念
主要有類、封裝、接口和對象等。
類，每一類事物都有特定的屬性和行為，這些不同屬性和行為將各類事物區別開來，面向對象編程采用類的概念，將事物編寫成一個個的類，用數據表示事物的屬性，用函數實現事物的行為。
封裝，正如開車的無需知曉汽車內部結構和原理，它們已被汽車工程師封裝在汽車內部，僅需利用提供給司機的一個簡單使用接口，司機操縱方向盤和各種按鈕就可以靈活自如開動汽車。面向對象技術把事物屬性和行為的實現細節封裝在類中，形成一個個可重復使用的“零件”，這些“零件”可被成千上萬程序員在不必知曉其內部原理情況下使用。這樣程序員能夠充分利用他人編寫好的“零件”，將主要精力集中在自已專門的領域。
接口，人們通過類的接口使用類，程序員在編寫類時精心地為其設計接口，既為方便其它程序員使用，也有利於類的升級改造。
對象，類是一個抽象的概念，而對象是類的具體實例，例如人是一個類，李白、杜甫等都是對象。即類是抽象的概念，對象是真實的個體。
2.創建類和對象
使用Class ***{}的方式定義類，未在Class前添加public的類只能在相同命名空間內部使用，為了能夠在其它命名空間使用類，要在Class前添加public標志符。類的成員變量稱為Field，也即是字段，類的屬性用變量表示，類的行為用方法實現。類通過公有成員實現接口，讓界可以通過接口使用類的功能。
C#通過new 運算符創建對象，執行該語句時系統先為對象分配相應的內存空間，然后通過類的構造函數初始化類的成員變量（每個類都有一個默認的與類同名的構造函數），這種創建對象的過程叫做類的實例化。如果創建了同一個類的多個對象，則它們共享方法的代碼，但不共享數據成員，每個對象都會在內存中開辟新的空間來存儲自己的數據成員。C#3.0中加入新特性——對象構造器，使得對象的初始化工作變得格外簡單，我們可以采用類似於數組初始化的方式來初始化類的對象。比如：Cat doraemon = new Cat { name = "Doraemon", age = 8 };。
（1）屬性
用公有方法讀寫變量不但可以對數據進行合法性檢查，而且提高了類的封裝性，一箭雙雕。這種專門用來讀寫數據的方法稱為訪問器（Assessor）訪問器雖然解決了變量 age 的訪問問題，但是人們還是習慣於把年齡作為一個變量對待，用方法訪問不符合人們的思維習慣。
為了解決這個問題，C#設計了一種特殊的語法——屬性（Property）。在屬性中，定義了get和set兩個訪問器，get訪問器用來讀取變量的值，set訪問器用來設置變量的值。set訪問器沒有聲明顯式參數，但它有一個名為value的隱式參數。屬性的運行方式和方法相似，因此屬性可以看作特殊的方法，但屬性的使用方式和變量完全相同。無論何時使用屬性，都會在后台隱式地調用get訪問器或set訪問器，並執行訪問器中的代碼。每個屬性背后都對應着一個變量，我們一般讓屬性和它所對應的變量同名，只是將首字母大寫，以示區別。比如變量age相對應屬性Age。有時候屬性很簡單，get和set里面只有取值和賦值，沒有其它邏輯代碼，這種屬性可以通過自動屬性來快速定義public int Name { get; set;}。這時編譯器會自動創建一個與Name屬性相關的私有變量（僅將屬性名首字母改成小寫）以及Name屬性的定義代碼。總之，自動屬性包含兩層含義，先創建一個私有變量，然后創建該私有變量的屬性。
（2）構造函數
創建對象時，系統先為對象的成員變量分配內存，然后通過構造函數（Constructor）初始化對象的成員變量。
構造函數，當未定義構造函數時，編譯器會為每個類分配一個默認構造函數，它將未明確賦值的整型字段和字符串字段分別初始化為0和null。通過自定義帶參數的構造函數，帶參數的構造函數可以把類 的員變量初始化為指定的值。構造函數是一種特殊的函數，它必須和類同名，並且沒有返回類型（連void也沒有）。當我們自定義了構造函數后，默認構造函數就失效了，要想繼續使用無參數的構造函數，必須顯式定義。自定義構造函數的函數體也可以為空，這時系統會用默認值初始化類的變量成員。
析構函數和垃圾回收，不用的對象要及時刪除以釋放內存空間，在傳統的面向對象設計中用類的析構函數（Destructor）刪除對象。析構函數也與類同名，只是要在函數名前加符號~，它不能帶任何參數，也沒有返回值。由於定義類時編譯器會自動生成一個缺省的析構函數，所以一般情況下沒有必要編寫析構函數，而且由於C#設計了非常完善的垃圾回收機制，一般也不用向析構函數里添加代碼。析構函數通常用來釋放對象使用的非托管資源。當對象即將離開作用域時，系統自動調用對象的析構函數，釋放對象所占的資源。然而在大型的程序中，有時有些對象雖然不再使用了，但離作用域結束還有相當長的時間，在這期間，對象仍然占用內存，浪費資源。C#專門設計了一套回收資源的機制——垃圾回收器。當垃圾回收器確定某個對象已經無用時，就會自動刪除該對象，釋放內存空間。在這套機制下，內存自動回收，無需人工干預，解決了常常困擾C++程序員的“內存泄露”問題。總之在C#中刪除對象的工作是由垃圾回收器負責完成，析構函數通常用來釋放對象使用的非托管資源。
.NET類庫已經為我們提供了大量的類，提供了大量現成的“輪子”供我們用，例如DateTime、String等，這樣就不用重復地制造了。
（3）靜態成員
類的靜態成員用來描述類的整體特征，靜態成員在內存中只有一份，為類的所有對象共享，聲明方式：public static int wolvesCount=0;。用 static 關鍵字修飾的變量稱為靜態變量，沒有用static 關鍵字修飾的變量稱為實例變量，在C#中，實例變量通過對象名引用，而靜態變量通過類名引用。
靜態方法，一般認為行為是由具體對象發出的，但在某些情況下，對象的概念非常模糊例如Math類，直接通過類名調用方法反而更符合人們思維。因此，可以將類的方法聲明靜態方法，靜態方法用static 關鍵字聲明，調用靜態方法時不必事先創立對象，直接通過類名引用。
（4）常量成員
類的const常量只能在聲明的時候初始化，不能在其它地方賦值，聲明方式例如public const double PI=3.1415926;。類的const常量成員是隱式靜態的，為所有類對象共有，通過類名來引用，雖然const常量默認靜態，但不能用static關鍵字顯式聲明。
readonly常量，對於那些在類的具體對象中固定的常數，但在不同對象中可有不同值的變量，通常用readonly常量實現。例如旅店類的房間總數，不同旅店的房間總數不同，但一個旅店的房間總數通常是固定的。一般把readonly常量初始化代碼放在了構造函數。
（5）重載
C#提供了方法重載的方式，即允許在一個類中定義兩個或多個名稱完全相同的方法，但要求這些名稱相同的方法必須具有不同的參數類型（參數數據類型不同或參數個數不同或同時具有這兩點）。方法重載調用原則是參數最佳匹配，即系統調用 參數類型最匹配的那個方法。例如通常在定義類的構造函數時使用方法重載。
重載運算符，重載運算符由關鍵字operator聲明，必須定義為靜態。定義方法：pubic static ***(返回類型) operator +(或-*/) (*** z1,***z2){…}。例如：
class Complex
{ public static Complex operator +(Complex z1, Complex z2)
{ return Add(z1, z2);} …｝
（6）索引
使用類的索引，可以像訪問數組那樣訪問類的數據成員，定義類索引的方式就像以定義屬性的方式定義類的數組成員。例如:
class cube{
private double length;
private double width;
private double height;
…
public double this[int index]
{
get
{ switch(index)
{ case 0:return length;
case 1:return width;
case 2:return height:
default: throw new IndexOutOfRangeException(“下標出界”);}
}
set{ switch(index)
{case 0: lenth=value;break;
case1 :width=value;break;
case 2:height=value;break;
default: throw new IndexOutOfRangeException(“下標出界”);}
}
}
}
索引的函數體與屬性類似，也是用get 和set 訪問器。get 訪問器用於獲取成員變量的值，set 訪問器用於為成員變量賦值。索引的使用方法和數組完全一樣，如果創建了一個名為 box 的Cube 對象，就可以用box[0]，box[1]，box[2]分別表示立方體的長、寬、高了。在數組中，下標只能為整數，在索引中，有了更靈活的選擇，既可以為 int 型，也可以為double、string 等類型。例如：
class Cube
{
public double this[string indexString]
{
get
{ switch (indexString)
{ case "length": return length;
case "width": return width;
case "height": return height;
//當下標出界時，我們拋出一段異常。
default: throw new IndexOutOfRangeException("下標出界！");}
}
set
{ switch (indexString)
{ case "length": length = value; break;
case "width": width = value; break;
case "height": height = value; break;
default:throw new IndexOutOfRangeException("下標出界！");}
}
}
...
}
C#還為我們提供了多維索引，只需提供多個下標即可，比如Matrix 類中的多維索引public double this[int rowIndex,int columnIndex]這時需要嵌套的switch 語句或雙重循環語句等方式來實現。
3.值類型和引用類型
內存中有一塊稱為棧的區域，用來存儲整型、實型、布爾型和字符型等基本類型。操作系統通過棧指針中存儲的地址讀寫棧中的數據，當棧為空時，棧指針指向棧的底部，隨着數據的不斷入棧，棧指針不斷向棧頂部移動，但始終指向棧中下一塊自由空間。棧對數據的操作總發生在棧的頂部，最后入棧的變量最先彈出，最先入棧的數據最后彈出，因此先入棧數據的作用域總比后入棧的要長，后入棧數據的作用域嵌套在先入棧數據之中。棧的這種工作方式稱為后入先出（Last in first out，LIFO）。整型、實型、布爾型、字符型等簡單數據和結構體存儲在棧中，稱為值類型變量（Value type）。
引用型變量，在類中，我們希望成員變量被構造函數初始化后，即使退出構造函數，這些變量仍然存在，以便在需要的地方使用，為此C#把類的成員變量存儲在堆（Heap）上。內存中創建類的一個對象的過程分兩步：
第一步在堆中創建對象：系統在堆中划分一塊20 字節的空間用於存儲類對象的成員變量，並調用構造函數初始化它們，這樣一個對象就被創建了。
第二步在棧上創建引用符：系統在棧中分配4 字節的空間，存儲類對象在堆中的首地址。這種存儲於棧中的指向堆中對象的地址稱為引用符，系統通過引用符找到堆中的對象。
稱這種存儲在堆上的對象稱為引用型變量，引用型變量的垃圾回收機制：在實際程序中，可能會有多個引用符同時指向同一個對象，當某個引用符退出作用域時，系統就會從棧中刪除該引用符。當指向對象的所有引用符都被刪除時，對象就被加入垃圾回收的候選名單，垃圾回收器會在適當的時候清除該對象。只要存在指向對象的引用符，對象就不會被清除。.Net 使用的是托管堆，托管堆和傳統堆不同，當垃圾回收器清除一個對象后，垃圾回收器會移動堆中其他對象，使它們連續的排列在堆的底部，並用一個堆指針指向空閑空間。當創建新對象時，系統根據堆指針可以直接找到自由的內存空間。使用托管堆時創建對象要快很多，雖然刪除對象時整理操作會浪費一定的時間，但這些損失會在其它方面得到很好的補償。聲明一個對象的引用符但卻未通過new關鍵字為其創建一個對象時，引用符中存儲的只是空地址。注意記住：引用符是對象在內存中的地址。
4.對象的相等、對象數組、匿名類型、擴展方法
（1）對象的相等
初次看到Object 類的成員你會感到很驚訝，竟然有三個“相等”函數，如果再加上相等運算符“==”的話，就有4 種進行相等比較的方式了。這些方式之間有什么區別呢？
靜態的ReferenceEquals()方法，是一個靜態方法，用來測試兩個引用符是否指向同一個對象，即兩個引用符是否包含相同的內存地址。實例版的Equals()方法，在 Object 類中，實例版Equals()方法是一個虛方法，如果未對其重載，只進行引用比較。但我們一般會在派生類中重寫該方法以實現值比較。相等運算符==，。默認狀態下，若兩個對象為值類型，相等運算符“==”比較兩個對象的值；若兩個對象為引用類型，相等運算符“==”比較兩個引用符。但我們可以通過重載運算符的方法加以改變。靜態版 Equals()方法的功能與實例版基本一樣，實際上靜態版Equals()方法通過調用實例版方法進行比較，只是在調用“objA.Equals(objB)”前，會先檢查兩個參數是否均為空引用，如果均為空引用，返回true，如果一個為空，一個不為空，返回false。總之，一般情況下，我們讓 ReferenceEquals()方法進行引用比較，Equals()方法進行值比較，而相等運算符“==”則看情況而定，如果對象看起來像一個值（比如復數類），就把它設計成值比較，如果對象看起來不像值，就把它設計成引用比較。
（2）以對象為元素的數組
例如Cat [] cats=new Cat[5];如此僅是聲明了一組引用符而已，並沒有真正創建對象。也可以像普通數組那樣，聲明和初始化同時進行，Cat[] cats = new Cat[]{ new Cat("doraemon,8"), new Cat("Garfield",6) };。
（３）匿名類
有時候某些類在程序中只會使用一次，單獨為它編寫一個類顯得過於啰嗦，這時候用匿名類型就會簡潔很多，例如var city = new { Name = "Beijing", ZipCode = 100000 };匿名類型只能由一個或多個公共只讀屬性組成，不能包含其它種類的類成員。編譯時編譯器會自動生成相關的類，並創建一個該類的對象以供使用。
（4）擴展方法
很多時候，當需要在已經編譯好的類中添加新的功能，但又不想派生該類時，就要以為該類添加擴展方法。
public static ReturnDataTypeX ExtensionMethodName(this ExtendedClass x,DataTypeA y,DataTypeB z,…){}
可在任意命名空間的任意一個靜態類中為其它類擴展方法,擴展方法的第一個參數類型是想要擴展的類,必須用this關鍵字修飾，且擴展方法要定義為靜態方法。注意調用擴展方法時，只需要引入擴展方法所在的命名空間，通過被擴展類的實例對象，就可以調用這個擴展方法了。
5. 繼承
繼承（Inheritance）是軟件重用的一種形式，采用這種形式，可以在現有類的基礎上添加新的功能，從而創造出新的類。
（1）由基類創建派生類
例如class Mammal:Vertebrata{}，這里Mammal 類由Vertebrata 類派生而出，它不光具有自己的新成員，而且繼承了Vertebrata 類的所有成員。派生類Mammal 雖然繼承了基類Vertebrata 的所有成員，但出於封裝性的考慮，在派生類中不能使用基類的私有成員。
（2）protected成員
如果想讓類的成員既保持封裝性又可以在派生類中使用，那么可以把它定義為protected 成員（受保護成員）。總之private 成員只能在定義它的類中使用，既不能被外界使用，也不能被派生類使用；而protected 成員雖然不能被外界使用，但可以被派生類使用。
（3）間接繼承
例如class Mammal:Vertebrata{}、class Human : Mammal{}，那么Human就間接繼承了Vertebrata的所有非私有成員。
（4）虛方法的重寫
考慮到派生類的某些方法雖然與基本同名，但卻想賦與其不同的方法內涵，這時就可以把基類的這些方法設計為虛方法，然后在派生類中重寫(Override)該方法。虛方法用virtual聲明。例如：
class Vertebrata { public virtual void Breathe() { Console.WriteLine("呼吸");}…}
class Mammal : Vertebrata { public override void Breathe() { Console.WriteLine("肺呼吸"); }…}
class Fish : Vertebrata{public override void Breathe(){Console.WriteLine("鰓呼吸");}…}
有三個版本的Breathe()方法，當對象屬於Vertebrata 類時，會調用Vertebrata
類中的Breathe()方法；當對象屬於Mammal 類時，會調用Mammal 類中的Breathe()方法；當對象屬於Fish 類時，會調用Fish 類中的Breathe()方法。總之，系統會根據對象的實際類型調用相應版本的方法。
不但可以重寫方法，也可以重寫屬性，但靜態方法不能重寫。重寫和重載的區別,很多讀者一直不清楚方法重載和方法重寫的區別，其實重載和重寫的區別很簡單。重
載是指同一個類中有若干個名稱相同但參數不同的方法，調用方法時，系統會根據實參情況，調用參數完全匹配的那個方法。重寫是指在繼承關系中，在派生類中重寫由基類繼承來的方法，這時基類和派生類中就有兩個同名的方法，系統根據對象的實際類型調用相應版本的方法，當對象類型為基類時，系統調用基類中的方法，當對象類型為派生類時，系統調用派生類中被重寫的方法，這其實體現了類的多態性。重載方法發生在同一個類中的同名方法之間，重寫方法發生在基類和派生類之間。
（5）隱藏基類非virtual的普通方法
由於只能重寫基類中的虛方法，不能重寫普通方法。要想在派生類中修改基類的普通方法，需要用new 關鍵字隱藏基類中的方法。例如public new void Sleep(){…}，如此可以隱藏父類的同名且非virtual方法。
（6）base關鍵字
如何在派生類中調用被重寫或隱藏的基類方法呢？我們知道，每個對象都可以用this關鍵字引用自身的成員，同樣，也可以用base關鍵字引用基類的成員。
（7）抽象類和抽象方法
沒有實例化意義的類，例如脊椎動物只是一個抽象概念，每一種脊椎動物要么是魚類，要么是鳥類，要么是哺乳動物等，這樣的類可以設計成抽象類，抽象類不能被實例化，只能作為其它類的基類存在，其目的是抽象出子類的公共部分以減少代碼重復。抽象類用關鍵字abstract聲明。不光可以聲明抽象類，還可以聲明抽象方法。抽象方法是一種特殊的虛方法，它只能定義在抽象類中，抽象方法沒有任何執行代碼，必須在派生類中用重寫的方式具體實現（如果忘記重寫抽象方法的話，會出現編譯錯誤）。除了抽象方法外，我們還可以在抽象類中定義抽象屬性（Abstract property）。抽象屬性也沒有具體實現代碼，必須在派生類中重寫。
（8）密封類和密封方法
密封類（Sealed class）是一種不能被繼承的類，用sealed關鍵字聲明。同樣，如果想防止一個方法被派生類重寫，可以用sealed override關鍵字把它為聲明密封方法，例如public sealed override void F()。
（9）派生類的構造函數
創建對象時，系統先調用基類的構造函數，初始化基類的變量，然后調用派生類的構造函數，初始化派生類的變量，是一個由基類向派生類逐步構建的過程。刪除對象時，先調用派生類的析構函數，銷毀派生類的變量，然后調用基類的析構函數，銷毀基類的變量，是一個由派生類向基類逐步銷毀的過程。
因為派生類不能使用基類的私有變量，所以不能通過派生類的構造函數直接初始化基類的私有變量，但我們可以通過顯式調用基類的構造函數實現。例如：public Human(string nameValue,int ageValue):base(ageValue)。一般情況下盡量用基類的構造函數初始化基類的成員。
（10）萬類之源Object
C#中所有的類都直接或間接繼承於Object 類，C#專門設計了object 關鍵字，它相當於Object 的別名，該類定義了以下方法：
6.多態性
對象存儲在堆中，引用符存儲在棧中，引用符的值是對象在堆中的地址，因此通過引用符可以輕松的找到對象，一般情況下，引用符和對象屬於同一類型，基類的引用指向基類的對象，派生類的引用指向派生類的對象。基類引用符可以指向派生類對象，但派生類的引用符不能指向基類的對象。繼承和多態性是開發復雜軟件的關鍵技術。可以定義基類的引用符，針對此引用符調用基類的某些方法，后續通過不同的派生類對象“賦值”給這個引用符，從而在調用這個基類引用符方法時，使其實際調用派生類對象的不同方法，從而方法的調用呈現多態性。
is引用符，通過它用來判斷對象是否與給定的類型兼容（屬於該類型或者屬於該類型的子類）。所有派生類的對象都可以看作基類的對象。
向上或向下類型轉換，由派生類轉換為基類，即向上的類型轉換是自動進行的，但轉換后，基類的引用符不能引用派生類特有的成品。由基類向派生類轉換的過程為向下類型轉換，這時需要強制向下轉換，由於僅當由基類向派生類強制轉換才能成功，不然程序就會拋出異常，因此，轉換前，應當使用is運算符進行檢查，類型是否兼容，強制轉換可以通過as運算符實現，例如Vertebrata someone=new Human(); Human people=someone as Human; as轉換是執行兩個引用類型間的顯式轉換，是一種安全的轉換，使用前不需要使用is運行符測試類型，當類型不兼容時，轉換的結果是null，而不會拋出異常，因此通常建議采用as進行類型轉換。
7.接口
世界很多組織致力於標准化工作，標准化可以增強產品的通用性，當然也可增強軟件的通用性，使軟件使用更加方便。在軟件領域，實現標准化的一種方法是制定統一的接口（Interface）。接口只規定系統具有哪些成員以及每個成員的功能，具體如何實現由各個公司自己設計，也就是說接口為大家制定了一個規范，然后各公司具體實現這個規范。接口用關鍵字interface 定義，接口的名稱習慣上以字母I 開頭。一般情況下，接口中只能包含成員的聲明，不能有任何實現代碼。接口的成員總是公有的，不需要也不能添加public 等修飾符，也不能聲明為虛方法或靜態方法。注意，實現接口的類的相應成員必須添加public 修飾，並且可以聲明為虛方法。
（1）接口的繼承
接口繼承方式與類相同，接口跟接口實現類的關系與基類與派生類的關系一樣，因此通過使用接口聲明對象，也可以很好地使接口聲明對象呈現出多態性。
（2）接口的多繼承和顯式實現
C#中，類與類之間是單繼承的，即一個類只能繼承一個基類，但類與接口間是多繼承的，一個類可以實現多個接口。如果一個類繼承了多個接口而這些接口又有重名的成員，就必須用到接口的顯式實現，即通過在接口實現類中如此顯式實現：
interface IAnimal{ void Breathe();}
interface IPlant{ void Breathe();}
class Life:IAnimal,IPlant
{ void IAnimal.Breathe(){…}
void IPlant.Breathe(){…}}
可以看出，顯式實現就在方法屬性前加上相應的接口名即可。