【读书笔记】C#高级编程 第四章 继承
(一)继承的类型
1、实现继承和接口继承
在面向对象的编程中,有两种截然不同的继承类型:实现继承和接口继承。
- 实现继承:表示一个类型派生于一个基类型,它拥有该基类型的所有成员字段和函数。在实现继承中,派生类型采用基类型的每个函数代码,除非在派生类型的定义中指定重写某个函数的实现代码。在需要给现有的类型添加功能,或许多相关的类型共享一组重要的公共功能时,这种类型的继承非常有用。
- 接口继承:表示一个类型只继承了函数的签名,没有继承任何实现代码。在需要制定该类型具有某些可用的特性时,最好使用这种类型的继承。
2、多重继承
C#不支持多重实现继承,但允许类型派生自多个接口——多重接口继承。准确地说,因为System.Object是一个公共的基类,所以每个C#类(除Object类)都有一个基类,还可以有任意多个基接口。
3、结构和类
结构不支持实现继承,但支持接口继承。
定义结构和类可以总结为:
- 结构总是派生自System.ValueType,它们还可以派生自任意多个接口。
- 类总是派生自System.Object或用户选择的另一个类,它们还可以派生自任意多个接口。
(二)实现继承
声明派生自另一个类的类,语法如下:
例子:
以下代码创建了MyBaseClass类、MyClass类,其中MyClass类派生自MyBaseClass类
class MyBaseClass
{
}
class MyClass : MyBaseClass
{
}
如果类(或结构)也派生自接口,则用逗号分隔列表中的基类和接口:
class MyClass : MyBaseClass,IInterface1,IInterface2
{
}
对于结构,语法如下:
public struct MyStruct: IInterface1, IInterface2
{
}
1、虚方法
把一个基类函数声明为virtual,就可以在任何派生类中重写该函数:
class MyBaseClass
{
public virtual string VirtualMethod()
{
return "虚方法";
}
}
在C#中,函数在默认情况下不是虚拟的,但(出构造函数以外)可以显式地声明为virtual。同时C#要求在派生类在重写基类中的函数时,要使用override关键字显式声明:
class MyClass : MyBaseClass, IInterface1, IInterface2
{
public override string VirtualMethod()
{
return "重写了基类的虚方法";
}
}
2、隐藏方法
如果签名相同的方法在基类和派生类中都进行了声明,但该方法没有分别声明为virtual和override,派生类方法就会隐藏基类方法。
例子:
以下代码中,基类和派生类有一个相同的方法ShowName,当我们需要隐藏基类中的方法时应该显示地使用关键字new,否则编译器会发出警告。隐藏了基类方法,我们不能通过派生类访问基类方法,只能通过派生类自己访问。
class MyBaseClass
{
public void ShowName(string name)
{
Console.WriteLine(name);
}
}
class MyClass : MyBaseClass, IInterface1,
{
public new void ShowName(string name)
{
Console.WriteLine("派生类"+name);
}
}
在大多数情况下,我们应该重写方法,而不是隐藏方法,因为隐藏方法会造成对于给定类的实例调用错误方法的危险。
3、调用函数的基类版本
C#有一种特殊的语法用于从派生类中调用方法的基类版本:base.<MethodName>()。
例子:
以下代码在基类打印出名字的基础上,再打一行欢迎语
class MyBaseClass
{
public virtual void ShowName(string name)
{
Console.WriteLine(name);
}
}
class MyClass : MyBaseClass, IInterface1, IInte
{
public override void ShowName(string name)
{
base.ShowName(name);
Console.WriteLine("欢迎您的光临!");
}
}
运行以上代码,结果如下:
4、抽象类和抽象函数
C#允许把类和函数声明为abstract。抽象类不能实例化,而抽象函数不能直接实现,必须在非抽象的派生类中重写。如果类包含抽象函数,则该类也是抽象的,也必须声明为抽象类。
例子:
以下代码创建了一个抽象的类和一个抽象方法
abstract class MyAbstractClass {
public abstract void FirstAbstractMethod();
}
5、密封类和密封方法
C#允许把类和方法声明为sealed。对于类,这表示不能继承该类;对于方法,这表示不能重写该方法。
例子:
sealed class FisrtSealedClass
{ }
class ReadyClass : FisrtSealedClass
{ }
此时编译器会报错
把方法声明为sealed
例子:
class MyBaseClass
{
public virtual void ShowName(string name)
{
Console.WriteLine(name);
}
}
class MyClass : MyBaseClass, IInterface1, IInterface2
{
public sealed override void ShowName(string name)
{
base.ShowName(name);
Console.WriteLine("欢迎您的光临!");
}
}
要在方法或属性上使用sealed关键字,必须先从基类上把它声明为要重写的方法或属性。如果基类要密封,则不把它声明为virtual即可。
6、派生类的构造函数
例子:
class MyBaseClass
{
public MyBaseClass() { }
public MyBaseClass(int i) { }
}
class MyClass : MyBaseClass
{
public MyClass() { }
public MyClass(int i) { }
public MyClass(int i,int j) { }
}
如果用以下方式实例化MyClass:
MyClass myClass = new MyClass();
则构造函数的执行顺序如下:
- 执行System.Object.Object()构造函数;
- 执行MyBaseClass.MyBaseClass()构造函数;
- 执行MyClass.MyClass()构造函数。
如果用以下方式实例化MyClass:
MyClass myClass = new MyClass(4);
则构造函数的执行顺序如下:
- 执行System.Object.Object()构造函数;
- 执行MyBaseClass.MyBaseClass()构造函数;
- 执行MyClass.MyClass(int i)构造函数。
最后,使用如下方式实例化MyClass:
MyClass myClass = new MyClass(4, 8);
则构造函数的执行顺序如下:
- 执行System.Object.Object()构造函数;
- 执行MyBaseClass.MyBaseClass()构造函数;
- 执行MyClass.MyClass(int i,int j)构造函数。
还可以使用base()和this()来改变构造函数的执行顺序
class MyBaseClass
{
public MyBaseClass() { }
public MyBaseClass(int i) { }
}
class MyClass : MyBaseClass
{
public MyClass() { }
public MyClass(int i) { }
public MyClass(int i, int j) : base(i) { }
}
这个时候我们在通过如下方式实例化MyClass:
MyClass myClass = new MyClass(4, 8);
这个时候构造函数的执行顺序如下:
- 执行System.Object.Object()构造函数;
- 执行MyBaseClass.MyBaseClass(int i)构造函数;
- 执行MyClass.MyClass(int i,int j)构造函数。
base关键字指定.NET实例化过程使用基类中有指定参数的构造函数。
class MyBaseClass
{
public MyBaseClass() { }
public MyBaseClass(int i) { }
}
class MyClass : MyBaseClass
{
public MyClass() { }
public MyClass(int i) : this(i, 5) { }
public MyClass(int i, int j) { }
}
这个时候我们在通过如下方式实例化MyClass:
MyClass myClass = new MyClass(4);
这个时候构造函数的执行顺序如下:
- 执行System.Object.Object()构造函数;
- 执行MyBaseClass.MyBaseClass()构造函数;
- 执行MyClass.MyClass(int i,int j)构造函数;
- 执行MyClass.MyClass(int i)构造函数。
this关键字关键字指定.NET实例化过程使用当前类中有指定参数的构造函数。
但需要注意的是不要无限循环:
class MyClass : MyBaseClass
{
public MyClass() : this(1){ }
public MyClass(int i) : this() { }
}
以上代码通过this相互指定,造成了无限循环。
通过以上代码的分析,我们可以知道构造函数的调用顺序是先调用System.Object,再按照层次结构由上向下进行,直到达到编译器要实例化的类为止。
无论在派生类上使用什么构造函数(默认构造函数或非默认构造函数),除非明确指定,否则就使用基类的默认构造函数。
(三)修饰符
修饰符,即应用于类型或成员的关键字。
1、可见性修饰符
修饰符 | 应用于 | 说明 |
public | 所有类型或成员 | 任何代码均可以访问该项 |
protected | 类型和内嵌类型的所有成员 | 只有派生的类型能访问该项 |
internal | 所有类型或成员 | 只能在包含它的程序集中访问该项 |
private | 类型和内嵌类型的所有成员 | 只能在它所属的类型中访问该项 |
protected internal | 类型和内嵌类型的所有成员 | 只能在包含它的程序集和派生类型的任何代码中访问该项 |
2、其他修饰符
修饰符 | 应用于 | 说明 |
new | 函数成员 | 成员用相同的签名隐藏继承的成员 |
static | 所有成员 | 成员不作用与类的具体实例 |
virtual | 仅函数成员 | 成员可以由派生类重写 |
abstract | 仅函数成员 | 虚拟成员定义了成员的签名,但没有提供实现代码 |
override | 仅函数成员 | 成员重写了继承的虚拟或抽象成员 |
sealed | 类、方法和属性 | 对于类,不能继承自密封类。对于属性和方法,成员重写已继承的虚拟成员,但任何派生类中的成员都不能重写该成员。该修饰符必须与override一起使用 |
extern | 仅静态[DllImport]方法 | 成员在外部用另一种语言实现 |
(四)接口
如果一个类派生自一个接口,声明这个类就会实现某些函数。
接口只能包含方法、属性、索引器和事件的声明。
不能实例化接口,它只能包含其成员的签名。
接口总是共有的,不能声明为虚拟或静态的。
接口通常以字母I开头,以便知道这是一个接口。
1、定义和实现接口
首先我们定义一个接口,该接口功能是一个说话的接口
interface ITalk {
void talk(string str);
}
接下来我们通过类Chinese来实现该接口
class Chinese : ITalk
{
public void talk(string str)
{
Console.WriteLine("中文语音:" + str);
}
}
还可以定义一个American来实现该接口
class American : ITalk {
public void talk(string str)
{
Console.WriteLine("English:" + str);
}
}
通过接口的继承,我们实现了不同国家的人都可以说话这样一个功能,外部调用时我们通过接口引用可以很方便的调用。
2、接口的派生
当ITalk不满足需求时,假定这个时候需要给Chinese和American添加一个Speak功能时,可以通过接口的派生来实现
interface ILanguage : ITalk
{
void Speak(string str);
}
改变后的接口实现
class Chinese : ILanguage
{
public void Speak(string str)
{
Console.WriteLine("中文演讲:" + str);
} public void talk(string str)
{
Console.WriteLine("中文语音:" + str);
}
}
class American : ILanguage
{
public void Speak(string str)
{
Console.WriteLine("English Speak:" + str);
} public void talk(string str)
{
Console.WriteLine("English:" + str);
}
}
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