【C#学习Day15笔记】拆箱装箱、 Equals与== 、文件读取IO

前言

在C#第15天的学习中，我深入探索了类型转换机制、对象比较原理和文件操作技术三大核心主题。这些知识是构建高效、健壮程序的关键基础。本文完整保留我的课堂实践代码和命名体系，通过结构化梳理帮助大家掌握这些核心概念。所有代码示例均来自我的实际操作，包含从基础到进阶的完整学习过程！

一、拆箱装箱：值类型与引用类型的转换

1. 基础概念与实现

// 装箱：值类型 → 引用类型
int a = 1;
object b = a;  // 装箱操作

// 拆箱：引用类型 → 值类型
object c = 1;
int d = (int)c; // 拆箱操作

2. 内存机制解析

3. 性能影响与最佳实践

二、Equals与==：对象比较的深层解析

1. 值类型比较

int x = 10;
int y = 10;

// == 运算符比较
Console.WriteLine(x == y); // true

// Equals方法比较
Console.WriteLine(x.Equals(y)); // true

2. 引用类型比较

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

Person p1 = new Person(18, "张三");
Person p2 = new Person(18, "张三");

// == 默认比较引用地址
Console.WriteLine(p1 == p2); // false

// Equals默认比较引用地址
Console.WriteLine(p1.Equals(p2)); // false

3. 重写Equals实现值比较

class Person
{
    // ...其他代码同上...
    
    // 重写Equals方法
    public override bool Equals(object obj)
    {
        // 类型检查
        if (obj == null || GetType() != obj.GetType())
            return false;
        
        Person p = (Person)obj;
        return Age == p.Age && Name == p.Name;
    }
    
    // 重写GetHashCode（推荐与Equals一起重写）
    public override int GetHashCode()
    {
        return Age.GetHashCode() ^ Name.GetHashCode();
    }
}

// 使用重写后的Equals
Console.WriteLine(p1.Equals(p2)); // true

4. 比较操作决策表

三、文件IO操作：数据持久化技术

1. FileStream基础操作

// 创建文件信息对象
FileInfo fi = new FileInfo("data.txt");

// 写入文件
using (FileStream writeStream = fi.OpenWrite())
{
    byte[] data = { 65, 66, 67, 68, 69 };
    writeStream.Write(data, 0, data.Length);
}

// 读取文件
using (FileStream readStream = fi.OpenRead())
{
    byte[] buffer = new byte[fi.Length];
    int bytesRead = readStream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
    
    foreach (byte b in buffer)
    {
        Console.WriteLine(b);
    }
}

2. StreamReader/Writer高级操作

// 获取动态路径
string path = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "data.txt");

// 写入数据
using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path, true)) // true表示追加模式
{
    sw.WriteLine("张三今天打游戏了");
    sw.WriteLine("李四今天游泳了");
    sw.WriteLine("王五今天吃饭了");
}

// 读取数据
using (StreamReader sr = new StreamReader(path))
{
    string content = sr.ReadToEnd();
    string[] lines = content.Split('\n');
    
    foreach (string line in lines)
    {
        if (line.Contains("张三"))
        {
            Console.WriteLine("找到张三的记录");
        }
    }
}

3. 文件操作最佳实践

1. ​路径处理​：

   • 使用Path.Combine()构建路径
   • 使用Directory.GetCurrentDirectory()获取当前目录
   • 避免硬编码绝对路径

2. ​资源管理​：

   • 始终使用using语句确保资源释放
   • 处理文件不存在异常
   • 检查磁盘空间

3. ​性能优化​：

   • 使用缓冲区减少IO操作
   • 异步读写大文件
   • 批量处理小文件

四、综合案例：学生成绩管理系统

1. 学生类实现

class Student
{
    public string Name { get; set; }
    public int Score { get; set; }
    
    public Student(string name, int score)
    {
        Name = name;
        Score = score;
    }
    
    // 重写Equals实现值比较
    public override bool Equals(object obj)
    {
        if (obj is Student other)
            return Name == other.Name && Score == other.Score;
        return false;
    }
    
    public override int GetHashCode()
    {
        return Name.GetHashCode() ^ Score;
    }
}

2. 文件存储与加载

class ScoreManager
{
    private List<Student> students = new List<Student>();
    private string filePath;
    
    public ScoreManager(string path)
    {
        filePath = path;
        LoadData();
    }
    
    // 加载数据
    private void LoadData()
    {
        if (File.Exists(filePath))
        {
            using (StreamReader sr = new StreamReader(filePath))
            {
                string line;
                while ((line = sr.ReadLine()) != null)
                {
                    string[] parts = line.Split(',');
                    if (parts.Length == 2 && int.TryParse(parts[1], out int score))
                    {
                        students.Add(new Student(parts[0], score));
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    // 保存数据
    public void SaveData()
    {
        using (StreamWriter sw = new StreamWriter(filePath))
        {
            foreach (Student s in students)
            {
                sw.WriteLine($"{s.Name},{s.Score}");
            }
        }
    }
    
    // 添加学生
    public void AddStudent(Student student)
    {
        students.Add(student);
    }
    
    // 查找学生
    public Student FindStudent(string name)
    {
        return students.Find(s => s.Name == name);
    }
}

3. 系统使用示例

// 初始化管理器
ScoreManager manager = new ScoreManager("scores.txt");

// 添加学生
manager.AddStudent(new Student("张三", 90));
manager.AddStudent(new Student("李四", 85));

// 保存数据
manager.SaveData();

// 查找学生
Student found = manager.FindStudent("张三");
if (found != null)
{
    Console.WriteLine($"找到学生: {found.Name}, 成绩: {found.Score}");
}

// 比较学生
Student s1 = new Student("王五", 80);
Student s2 = new Student("王五", 80);
Console.WriteLine(s1.Equals(s2)); // true

学习总结与进阶建议

核心知识图谱

关键编程原则

1. ​类型转换​：

   • 避免不必要的装箱拆箱
   • 使用泛型集合替代非泛型集合
   • 优先使用as和is进行安全转换

2. ​对象比较​：

   • 值类型直接使用==
   • 引用类型按需重写Equals
   • 重写Equals时同步重写GetHashCode

3. ​文件操作​：

   • 使用using确保资源释放
   • 处理所有可能的IO异常
   • 使用相对路径增强可移植性

实战项目建议

1. ​类型系统应用​：

   • 实现高性能数值计算库
   • 开发类型安全的数据容器
   • 创建泛型缓存系统

2. ​对象比较实践​：

   • 实现深度比较工具
   • 开发自定义集合类
   • 创建对象差异检测器

3. ​文件IO实战​：

   • 开发配置管理系统
   • 实现数据导入导出功能
   • 创建日志记录模块

​编程箴言​
"理解类型转换是性能优化的基础，掌握对象比较是正确性的保障，善用文件IO是数据持久化的关键"