C#学习继承 - 技术栈

一、从类继承

继承是面向对象编程中的重要概念，C# 中也支持继承。你可以通过在类定义时使用冒号来指定基类，从而创建一个子类继承自一个父类。

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class Shape
{
    public virtual void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a shape");
    }
}
class Circle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
    }
}

隐藏成员

如果你想在派生类中隐藏基类的成员，可以使用new关键字。这种隐藏称为成员隐藏。

下面是一个简单的示例，演示了如何在派生类中隐藏基类的字段：

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class BaseClass
{
    public string message = "Base class message";
}

class DerivedClass : BaseClass
{
    new public string message = "Derived class message";
}

在这个示例中，DerivedClass中的message字段使用了new关键字来隐藏基类中的message字段。当通过DerivedClass实例访问message时，将得到派生类中定义的版本。

需要注意的是，隐藏成员并不会影响基类对象对应成员的访问，派生类的方法只有在通过派生类的对象引用调用时才会执行。

覆盖成员

与其隐藏方法，不然直接覆盖。要允许派生类覆盖基类的方法，需要在基类的方法上使用virtual关键字，然后在派生类中使用override关键字来重写该方法。

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class BaseClass
{
    public virtual void Display()
    {
        Console.WriteLine("Base class display method");
    }
}
class DerivedClass : BaseClass
{
    public override void Display()
    {
        Console.WriteLine("Derived class display method");
    }
}

防止继承和覆盖

要防止类被继承，可以使用sealed关键字来标记该类。这样做将阻止其他类继承它。

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sealed class SealedClass
{
    // Class members and methods
}

二、理解多态

多态是面向对象编程中的重要概念，它允许使用基类的引用来调用派生类的方法，以及在运行时动态确定所调用的方法。多态性可以提高代码的灵活性和可扩展性。
非多态继承（Non-polymorphic Inheritance）

在非多态继承中，子类继承了父类的方法和属性，但不重写（覆盖）任何父类的成员。这意味着无论通过父类引用还是子类引用调用继承的方法，都将执行父类的实现。这种情况下，无法达到多态性。
多态继承（Polymorphic Inheritance）

在多态继承中，子类继承了父类的方法和属性，并且可能重写了其中的一些方法。这样就能够通过父类引用指向子类对象，从而根据实际的对象类型来调用相应的方法。这种情况下，可以实现多态性。

三、在继承层次结构中进行类型转换

类型转换

在前面的文章中有提到过类型转换，地址：C#类型转换

避免类型转换异常

在继承层次中避免类型转换异常的一种方法是使用is关键字来检查类型，然后再进行向下转型。这可以确保安全地执行转换而不会导致运行时异常。

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Animal animal = GetAnimal(); // 某个获取 Animal 对象的方法
if (animal is Dog)
{
    Dog dog = (Dog)animal;
    // 执行针对 Dog 类型的操作
}
else
{
    // 处理 Animal 不是 Dog 类型的情况
}

另一种更安全的方式是使用as关键字进行向下转型，然后检查结果是否为null，从而避免转型异常：

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Animal animal = GetAnimal(); // 某个获取 Animal 对象的方法
Dog dog = animal as Dog;
if (dog != null)
{
    // 执行针对 Dog 类型的操作
}
else
{
    // 处理 Animal 不是 Dog 类型的情况
}

四、多重继承和C#中的限制

面向对象编程中，多重继承指的是一个类可以从多个基类中派生出来。然而，在C#中，直接支持类的多重继承是有一些限制的。

C#不允许类直接从多个类继承，这是为了避免多重继承可能带来的复杂性和潜在的问题。相反，C#使用接口来实现类似于多重继承的功能。接口定义了一组成员（方法、属性等），并且类可以实现一个或多个接口，从而获取这些接口定义的行为。

通过接口，一个类可以具备多个类型的特征和行为，同时避免了多重继承可能出现的二义性和冲突。这种方式被认为更加灵活和易于管理。

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// 定义两个接口
public interface IShape
{
    void Draw();
}
public interface IColor
{
    void FillColor();
}
// 实现接口的具体类
public class Circle : IShape, IColor
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
    }
    public void FillColor()
    {
        Console.WriteLine("Filling color for the circle");
    }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 使用接口的多重继承
        Circle circle = new Circle();
        circle.Draw();  // 输出 "Drawing a circle"
        circle.FillColor();  // 输出 "Filling color for the circle"
    }
}

五、抽象类和抽象方法

抽象类是一个不能被实例化的类，它通常用作基类来派生出其他类。抽象类可以包含抽象成员（方法、属性、事件等）以及非抽象成员。

抽象方法是一种没有任何实现的方法，它只包含方法的签名而不包含方法体。抽象方法必须位于抽象类中，而且抽象类必须用 abstract 关键字来声明。派生类必须实现抽象类中的所有抽象方法，除非派生类自身也是抽象类。

抽象类和抽象方法的主要作用在于定义一种接口规范，要求派生类提供对应的具体实现。这样可以确保派生类都包含了特定的行为，同时也能够实现多态性和灵活性。

总之，C#中使用接口来实现类似于多重继承的功能，并且通过抽象类和抽象方法来定义接口规范，要求派生类提供具体实现。这些概念使得代码更加清晰、可维护和可扩展。

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// 定义抽象类
public abstract class Shape
{
    public abstract void Draw();  // 抽象方法
}
// 派生类必须实现抽象方法
public class Circle : Shape
{
    public override void Draw()  // 实现抽象方法
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
    }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 使用抽象类和抽象方法的实例
        Circle circle = new Circle();
        circle.Draw();  // 输出 "Drawing a circle"
    }
}

通过以上示例，我们可以看到在 C# 中如何使用接口来实现类似于多重继承的功能，以及如何使用抽象类和抽象方法来定义规范和要求派生类提供具体实现。这些概念为我们提供了灵活性、可扩展性和易维护性，帮助我们更好地组织代码并实现面向对象编程的思想。

希望本文能够帮助你更好地理解 C# 中的多重继承和抽象类的概念和用法。如果你有任何问题或者需要进一步的指导，请随时告诉我。