如何拓展多态下的子类

多态是对象编程的基础。其中一个原则就是要将共用特性抽取到基类。但开发中需求总是会变：如果子类需要新增方法怎么办？难道依次修改基类和其他子类吗？

当然不是。应该遵守开闭原则（OCP），使用特化子类。

例如以下三个类是标准多态结构。

csharp 复制代码

// 接口
public interface ICommunication
{
    void Send(byte[] data);
}

// TCP 实现
public class TcpClientComm : ICommunication
{
    public void Send(byte[] data) { /* TCP 实现 */ }
}

// 串口实现
public class SerialPortComm : ICommunication
{
    public void Send(byte[] data) { /* 串口实现 */ }
}

如果 SerialPortComm 需要增加新方法怎么办？

答案是直接添加。但在调用时，将其转为子类 SerialPortComm 使用，如下图：

csharp 复制代码

// 实现特有的发送字符函数
public class SerialPortComm : ICommunication
{
    public void Send(byte[] data) { /* ... */ }
    public void SendString(string data) { /* 串口特有逻辑 */ }
}

// 调用
// C# 9.0 以上的模式匹配（最推荐）
public void ProcessCommand(ICommunication comm)
{
    // 通用部分：所有设备都发字节
    comm.Send(new byte[] { 0x01, 0x02 });

    // 特殊部分：仅当该设备"具备字符串能力"时才执行
    if (comm is IStringCommunication stringable) // 这里不转具体类，转的是扩展接口
    {
        stringable.SendString("AT+RESET");
    }
}

扩展 1

怎么避免在调用时写太多if...else... ？

答案是动态调度，好处是调用方（Main函数）一行代码都不用改。

csharp 复制代码

public class CommandProcessor
{
    // 针对 TCP 的默认处理（字节流）
    private void ExecuteInternal(ICommunication comm)
        => comm.Send(new byte[] { 0x00 });

    // 针对串口的特殊处理（重载）
    private void ExecuteInternal(SerialComm comm)
        => comm.SendString("Hello");

    // 对外暴露的唯一入口，利用 dynamic 自动分流
    public void Execute(ICommunication comm)
    {
        // 核心技巧：把 comm 转为 dynamic，编译器会推迟绑定
        // 运行时自动寻找参数类型最匹配的 ExecuteInternal
        ExecuteInternal((dynamic)comm);
    }
}

var processor = new CommandProcessor();
processor.Execute(new SerialComm()); // 输出：串口发字符串
processor.Execute(new TcpComm());    // 发送 0x00

扩展 2

怎么避免修改已有的子类？

为了符合开闭原则（OCP），可以使用适配器模式。将旧子类和新方法一起包装成一个新类来使用，如下：

csharp 复制代码

// 不修改 Serial 原有的类
public class SerialStringAdapter : IStringCommunication
{
    private readonly SerialPortComm _serial;
    public SerialStringAdapter(SerialPortComm serial) { _serial = serial; }

    public void Send(byte[] data)
    {
        _serial.Send(data);
    }

    public void SendString(string data)
    {
        // 内部转成字节调用原来的 Send
        _serial.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(data));
    }
}