文章目录
- 多态
- [一、virtual、override 和 base 关键字](#一、virtual、override 和 base 关键字)
-
- [1、**`virtual` 关键字** (虚方法)](#1、
virtual关键字 (虚方法)) - [2、**`override` 关键字** (重写)](#2、
override关键字 (重写)) - [3、**`base` 关键字** (基类访问)](#3、
base关键字 (基类访问)) - 4、总结：
- [1、**`virtual` 关键字** (虚方法)](#1、
- 二、抽象类和抽象方法
-
- 1、抽象类
-
- [1.1 什么是抽象类](#1.1 什么是抽象类)
- [1.2 定义和使用抽象类](#1.2 定义和使用抽象类)
- 2、抽象方法
-
- [2.1 什么是抽象方法](#2.1 什么是抽象方法)
- [2.2 定义和使用抽象方法](#2.2 定义和使用抽象方法)
- 3、抽象类和抽象方法的特点
- 4、使用抽象类和抽象方法的优势
- 5、小结
- 专栏推荐
- 完结
多态
C# 中的 多态 是面向对象编程中的一个重要特性，允许对象以不同的方式表现出来。通过多态，同一个方法可以根据对象的不同类型而表现出不同的行为。C# 主要通过 方法重载（Overloading）、方法重写（Overriding）和 接口实现 来实现多态。
多态的主要类型
- 编译时多态 （
静态多态）通过方法重载和运算符重载实现，在编译时就能确定调用哪个方法。 - 运行时多态 （
动态多态）通过方法重写和接口实现实现，方法的调用是在运行时根据对象的实际类型来决定的。
编译时多态我们已经学过了，就不重复讲了。
一、virtual、override 和 base 关键字
1、virtual 关键字 (虚方法)
virtual 关键字用于在基类中声明一个方法为虚方法。虚方法允许子类在继承时对该方法进行重写（通过 override），从而实现多态。
- 继承：虚方法通常是在基类中定义的，子类可以继承并对其进行重写。
- 多态：虚方法支持运行时多态，允许在运行时根据对象的实际类型来调用正确的实现。
示例：
csharp
public class Animal
{
// 基类中的虚方法
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("Animal speaks");
}
}
public class Dog : Animal
{
// 重写基类中的虚方法
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("Dog barks");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Animal animal = new Animal();
animal.Speak(); // 输出: Animal speaks
Dog dog = new Dog();
dog.Speak(); // 输出: Dog barks
// 多态示例
Animal animalDog = new Dog();
animalDog.Speak(); // 输出: Dog barks
}
}virtual 的作用：
virtual声明基类中的方法为虚方法，子类可以选择是否重写它。- 通过虚方法和重写（
override），我们实现了 多态。
2、override 关键字 (重写)
override 关键字用于在子类中重写基类中的虚方法。它实现了多态机制，允许子类提供不同于基类的具体实现。
- 继承 ：
override是在子类中对基类方法的实现。 - 多态 ：通过
override，子类改变了基类方法的行为，并且这种改变支持运行时多态。
示例：
csharp
public class Animal
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("Animal speaks");
}
}
public class Dog : Animal
{
public override void Speak() // 重写基类的虚方法
{
Console.WriteLine("Dog barks");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Animal animal = new Dog();
animal.Speak(); // 输出: Dog barks (运行时多态)
}
}override 的作用：
override用于子类中修改继承自基类的虚方法的行为，确保多态性。- 它是 多态 实现的一部分，使得在运行时能够调用到正确的方法实现。
3、base 关键字 (基类访问)
base 关键字用于在子类中访问基类的成员（如方法、构造函数等）。在方法重写中，base 可以用于调用基类的方法，通常是在子类重写方法时需要保留基类的一些逻辑。
- 继承 ：
base允许子类访问基类的方法或字段，这是继承中的一种常见需求。 - 多态 ：虽然
base本身不直接表示多态，但它通常在重写方法时与多态一起使用，确保子类能够在需要时调用基类的方法。
示例：
csharp
public class Animal
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("Animal speaks");
}
}
public class Dog : Animal
{
public override void Speak()
{
base.Speak(); // 调用基类的 Speak 方法
Console.WriteLine("Dog barks");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Animal animal = new Dog();
animal.Speak();
}
}base 的作用：
base允许子类在重写方法时调用基类的方法，这通常用于在重写时保留基类的行为。- 它本身不直接影响多态性，但它可以与多态一起使用，以确保基类方法能够在子类中被访问。
4、总结：
virtual关键字与 继承 相关，允许基类中的方法在子类中被重写，从而为 多态 打下基础。override关键字用于在子类中重写基类中的虚方法，是实现 多态 的关键。base关键字用于子类访问基类的成员，它与 继承 关系更为紧密，但在重写方法时也常常与 多态 结合使用。
二、抽象类和抽象方法
在 C# 中，抽象类 和抽象方法（函数）是面向对象编程中的核心概念，旨在提供一种模板或基础结构，供子类继承并实现细节。它们在定义类的层次结构和实现多态性方面发挥着重要作用。
1、抽象类
1.1 什么是抽象类
抽象类是不能实例化的类，它提供了一个通用的类模板，不能直接创建其对象。抽象类可以包含抽象方法和普通方法，也可以包含字段和属性。
- 抽象类通常是作为基类（父类）来提供子类继承。
- 抽象类可以包含 抽象方法 （没有方法体，需要由子类实现），也可以包含 具体方法（已经实现的方法，子类可以直接使用或重写）。
1.2 定义和使用抽象类
- 抽象类使用
abstract关键字声明。 - 抽象类可以有构造函数，但不能直接实例化。
csharp
using System;
abstract class Animal
{
public string Name { get; set; }
// 抽象方法：没有实现，要求子类必须实现
public abstract void Speak();
// 普通方法：可以直接使用或重写
public void Eat()
{
Console.WriteLine($"{Name} is eating.");
}
}
class Dog : Animal
{
public Dog(string name)
{
Name = name;
}
// 必须实现抽象方法
public override void Speak()
{
Console.WriteLine($"{Name} barks.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// Animal animal = new Animal(); // 错误，不能直接实例化抽象类
Dog dog = new Dog("Buddy");
dog.Speak(); // 输出：Buddy barks.
dog.Eat(); // 输出：Buddy is eating.
}
}在这个例子中，Animal 是一个抽象类，它包含一个抽象方法 Speak 和一个普通方法 Eat。类 Dog 继承自 Animal 并实现了 Speak 方法。
2、抽象方法
2.1 什么是抽象方法
抽象方法是没有实现的方法，只有方法签名。它们必须在抽象类中定义，并且在任何非抽象的子类中实现。抽象方法提供了一个接口或契约，要求派生类必须提供该方法的具体实现。
- 抽象方法使用
abstract关键字声明。 - 抽象方法不能包含方法体，只有方法签名。
- 抽象方法必须在子类中重写（通过
override关键字实现）。
2.2 定义和使用抽象方法
csharp
abstract class Shape
{
// 抽象方法：每个子类需要实现自己的计算面积方法
public abstract double Area();
}
class Circle : Shape
{
public double Radius { get; set; }
public Circle(double radius)
{
Radius = radius;
}
// 实现抽象方法
public override double Area()
{
return Math.PI * Radius * Radius;
}
}
class Rectangle : Shape
{
public double Width { get; set; }
public double Height { get; set; }
public Rectangle(double width, double height)
{
Width = width;
Height = height;
}
// 实现抽象方法
public override double Area()
{
return Width * Height;
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Shape circle = new Circle(5);
Shape rectangle = new Rectangle(10, 20);
Console.WriteLine($"Circle Area: {circle.Area()}");
Console.WriteLine($"Rectangle Area: {rectangle.Area()}");
}
}在这个例子中，Shape 是一个抽象类，包含一个抽象方法 Area，它在 Circle 和 Rectangle 类中被具体实现。这是一个常见的场景：抽象类提供了一个通用的接口（如 Area），具体的计算方法由子类来实现。
3、抽象类和抽象方法的特点
-
抽象类不能实例化：不能直接创建抽象类的对象，必须通过子类来实例化。
-
抽象方法没有方法体：抽象方法只定义方法签名，子类必须提供实现。
-
可以包含普通方法：抽象类除了抽象方法外，还可以包含已经实现的普通方法、字段、属性和构造函数。
-
子类实现抽象方法：任何继承抽象类的子类，必须实现所有的抽象方法，否则该子类也必须被声明为抽象类。
-
构造函数：抽象类可以有构造函数，可以在子类中调用基类构造函数来初始化。
-
多态性：通过抽象类和抽象方法，可以在子类中提供不同的实现方式，利用多态性让代码更加灵活。
4、使用抽象类和抽象方法的优势
- 代码复用：抽象类允许在基类中实现一些公共的功能或模板方法，避免重复代码。
- 强制实现契约：通过抽象方法，确保所有子类都遵守同一个方法签名和行为规范，保证了接口的一致性。
- 多态性：抽象类提供了通过基类引用调用子类实现的多态性，使得代码更加灵活和扩展性更强。
5、小结
- 抽象类 是一个不能实例化的类，它提供了一个通用的模板，供其他类继承。
- 抽象方法 是没有方法体的方法，它定义了一个接口，强制派生类实现具体的功能。
- 抽象类和抽象方法是面向对象设计中非常重要的工具，能够提高代码的可维护性和可扩展性。
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完结
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