C#中多態(tài)現(xiàn)象和多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法
本文實(shí)例講述了C#中多態(tài)現(xiàn)象和多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法。分享給大家供大家參考。具體分析如下：
面向?qū)ο蟮奶卣鞣庋b、繼承和多態(tài)。Polymorphism（多態(tài)性）來(lái)源于希臘單詞，指“多種形態(tài)”。多態(tài)性的一個(gè)重要特征是方法的調(diào)用是在運(yùn)行時(shí)確定而不是編譯時(shí)。在.NET中用于實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的關(guān)鍵詞有virtual、override、abstract、interface。
一、virtual實(shí)現(xiàn)多態(tài)
shape類(lèi)是通用的基類(lèi)，draw是一個(gè)虛方法，每個(gè)派生類(lèi)都可以有自己的override版本，在運(yùn)行時(shí)可以用shape類(lèi)的變量動(dòng)態(tài)的調(diào)用draw方法。
public class Shape
{
public virtual void Draw()
{
Console.WriteLine("base class drawing");
}
}
public class Rectangle :Shape
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Rectangle");
}
}
public class Square :Rectangle
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Square");
base.Draw();
}
}
class Program
{
static void Main(string[]args)
{
System.Collections.Generic.List<Shape> shapes =new List<Shape>();
shapes.Add(new Rectangle());
shapes.Add(new Square());
foreach(Shape s in shapes)
{
s.Draw();
}
Console.ReadKey();
/*運(yùn)行結(jié)果
Drawing a Rectangle
Drawing a Square
Drawing a Rectangle
*/
}
}
方法、屬性、事件、索引器都可以被virtual修飾，但是字段不可以。派生類(lèi)必須用override表示類(lèi)成員參與虛調(diào)用。假如把Square中的draw方法替換為用new 修飾，則表示draw方法不參與虛調(diào)用，而且是一個(gè)新的方法，只是名字和基類(lèi)方法重名。
public new void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Square");
base.Draw();
}
這個(gè)方法在Main方法中的foreach中將不會(huì)被調(diào)用，它不是虛方法了。用new修飾符后的程序運(yùn)行結(jié)果，
/*運(yùn)行結(jié)果 Drawing a Rectangle Drawing a Rectangle */
假如說(shuō)虛方法在rectangle擴(kuò)展后，不希望square擴(kuò)展了，可以在方法前加上sealed修飾符，
如下
public class Rectangle :Shape
{
public sealed override voidDraw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Rectangle");
}
}
當(dāng)派生類(lèi)重寫(xiě)某個(gè)虛擬成員時(shí)，即使該派生類(lèi)的實(shí)例被當(dāng)作基類(lèi)的實(shí)例訪問(wèn)或者把派生類(lèi)實(shí)例賦給父類(lèi)變量進(jìn)行訪問(wèn)，但是還是會(huì)調(diào)用派生類(lèi)重寫(xiě)后的成員，可以把代碼改為如下形式，
static void Main(string[] args)
{
System.Collections.Generic.List<Shape>shapes =new List<Shape>();
shapes.Add((Shape)new Rectangle());
shapes.Add((Shape)new Square());
foreach(Shape s inshapes)
{
s.Draw();
}
Console.ReadKey();
/*運(yùn)行結(jié)果
Drawing a Rectangle
Drawing a Square
Drawing a Rectangle
*/
}
二、abstract實(shí)現(xiàn)多態(tài)
被abstract修飾的方法，默認(rèn)是虛擬的，但是不能出現(xiàn)virtual關(guān)鍵詞修飾。被abstract修飾的類(lèi)可以有已實(shí)現(xiàn)的成員，可以有自己的字段，可以有非abstract 修飾的方法，但是不能實(shí)例化因?yàn)槌橄蟮臇|西是沒(méi)有實(shí)例對(duì)應(yīng)的。比如，有人讓我們畫(huà)個(gè)圖形（抽象）是畫(huà)不出來(lái)的，但是讓畫(huà)個(gè)矩形（具體）是可以畫(huà)出來(lái)的。下面是用abstract實(shí)現(xiàn)的多態(tài)版本，
public abstract classShape
{
public abstract void Draw();
}
public class Rectangle :Shape
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Rectangle");
}
}
public class Square :Rectangle
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Square");
base.Draw();
}
}
class Program
{
static void Main(string[]args)
{
System.Collections.Generic.List<Shape>shapes =new List<Shape>();
shapes.Add(new Rectangle());
shapes.Add(new Square());
foreach(Shape s in shapes)
{
s.Draw();
}
Console.ReadKey();
}
}
被abstract修飾的方法，在派生類(lèi)中同樣用override關(guān)鍵詞進(jìn)行擴(kuò)展。同樣可以用關(guān)鍵詞sealed阻止派生類(lèi)進(jìn)行擴(kuò)展。
interface實(shí)現(xiàn)多態(tài)
接口可由方法、屬性、事件、索引器或這四種成員類(lèi)型的任何組合構(gòu)成。接口不能包含字段。接口成員默認(rèn)是公共的，抽象的，虛擬的。若要實(shí)現(xiàn)接口成員，類(lèi)中的對(duì)應(yīng)成員必須是公共的、非靜態(tài)的，并且與接口成員具有相同的名稱(chēng)和簽名。下面是interface實(shí)現(xiàn)的多態(tài)版本
public interface IShape
{
void Draw();
}
public class Rectangle :IShape
{
public void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Rectangle");
}
}
public class Square: IShape
{
public void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a Square");
}
}
class Program
{
static void Main(string[]args)
{
System.Collections.Generic.List<IShape>shapes =new List<IShape>();
shapes.Add(new Rectangle());
shapes.Add(new Square());
foreach(IShape s inshapes)
{
s.Draw();
}
Console.ReadLine();
}
}
抽象類(lèi)與接口
類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限個(gè)接口，但僅能從一個(gè)抽象（或任何其他類(lèi)型）類(lèi)繼承。從抽象類(lèi)派生的類(lèi)仍可實(shí)現(xiàn)接口。msdn的在接口和抽象類(lèi)的選擇方面給的一些建議，
如果預(yù)計(jì)要?jiǎng)?chuàng)建組件的多個(gè)版本，則創(chuàng)建抽象類(lèi)。抽象類(lèi)提供簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)控制組件版本。通過(guò)更新基類(lèi)，所有繼承類(lèi)都隨更改自動(dòng)更新。另一方面，接口一旦創(chuàng)建就不能更改。如果需要接口的新版本，必須創(chuàng)建一個(gè)全新的接口。
如果創(chuàng)建的功能將在大范圍的全異對(duì)象間使用，則使用接口。抽象類(lèi)應(yīng)主要用于關(guān)系密切的對(duì)象，而接口最適合為不相關(guān)的類(lèi)提供通用功能。
如果要設(shè)計(jì)小而簡(jiǎn)練的功能塊，則使用接口。如果要設(shè)計(jì)大的功能單元，則使用抽象類(lèi)。
如果要在組件的所有實(shí)現(xiàn)間提供通用的已實(shí)現(xiàn)功能，則使用抽象類(lèi)。抽象類(lèi)允許部分實(shí)現(xiàn)類(lèi)，而接口不包含任何成員的實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)綜合性的實(shí)例
public interface IShape
{
void Draw();
}
public class Shape:IShape
{
void IShape.Draw()
{
Console.WriteLine("Shape IShape.Draw()");
}
public virtual void Draw()
{
Console.WriteLine("Shape virtual Draw()");
}
}
public class Rectangle :Shape,IShape
{
void IShape.Draw()
{
Console.WriteLine("Rectangle IShape.Draw()");
}
public newvirtual void Draw()
{
Console.WriteLine("Rectangle virtual Draw()");
}
}
public class Square :Rectangle
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Square override Draw()");
}
}
class Program
{
static void Main(string[]args)
{
Square squre = new Square();
Rectangle rect = squre;
Shape shape = squre;
IShape ishape = squre;
squre.Draw();
rect.Draw();
shape.Draw();
ishape.Draw();
Console.ReadLine();
}
}
/*運(yùn)行結(jié)果：
Square override Draw()①
Square override Draw()②
Shape virtual Draw()③
Rectangle IShape.Draw()④
*/
在這個(gè)程序里，把派生類(lèi)實(shí)例賦給父類(lèi)變量或者接口。對(duì)結(jié)果①無(wú)需解釋。結(jié)果②，因?yàn)镈raw方法是虛方法，虛方法的調(diào)用規(guī)則是調(diào)用離實(shí)例變量最近的override版本方法，Square類(lèi)中的Draw方法是離實(shí)例square最近的方法，即使是把Square類(lèi)型的實(shí)例賦值給Rectangle類(lèi)型的變量去訪問(wèn)，仍然調(diào)用的是Square類(lèi)重寫(xiě)的方法。對(duì)于結(jié)果③，也是虛方法調(diào)用，在子類(lèi)Rectangle中的draw方法用new修飾，這就表明shape類(lèi)中的virtual到此中斷，后面Square中的override版是針對(duì)Rectangle中的Draw方法，此時(shí)，離square實(shí)例最近的實(shí)現(xiàn)就是Shape類(lèi)中的Draw 方法，因?yàn)镾hape類(lèi)中的Draw方法沒(méi)有override的版本只能調(diào)用本身的virtual版了。結(jié)果④，因?yàn)镽ectangle重新聲明實(shí)現(xiàn)接口IShape，接口調(diào)用同樣符合虛方法調(diào)用規(guī)則，調(diào)用離它最近的實(shí)現(xiàn)，Rectangle中的實(shí)現(xiàn)比Shape中的實(shí)現(xiàn)離實(shí)例square更近。Rectangle中的IShape.Draw()方法是顯式接口方法實(shí)現(xiàn)，對(duì)于它不能有任何的訪問(wèn)修飾符，只能通過(guò)接口變量訪問(wèn)它，同時(shí)也不能用virtual或者override進(jìn)行修飾，也不能被派生類(lèi)型調(diào)用。只能用IShape變量進(jìn)行訪問(wèn)。如果類(lèi)型中有顯式接口的實(shí)現(xiàn)，而且用的是接口變量，默認(rèn)調(diào)用顯式接口的實(shí)現(xiàn)方法。
override和方法選擇
public class Base
{
public virtual void Write(int num)
{
Console.WriteLine("int:" + num.ToString());
}
}
public class Derived :Base
{
public override void Write(int num)
{
Console.WriteLine("derived:" + num.ToString());
}
public void Write(double num)
{
Console.WriteLine("derived double:" + num.ToString());
}
}
希望本文所述對(duì)大家的C#程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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