封装、继承、多态,面向对象的三大特性,前两项理解相对容易,但要理解多态,特别是深入的了解,对于初学者而言可能就会有一定困难了。我一直认为学习OO的最好方法就是结合实践,封装、继承在实际工作中的应用随处可见,但多态呢?也许未必,可能不经意间用到也不会把它跟“多态”这个词对应起来。在此抛砖引玉,大家讨论,个人能力有限,不足之处还请指正。

之前看到过类似的问题:如果面试时主考官要求你用一句话来描述多态,尽可能的精炼,你会怎么回答?当然答案有很多,每个人的理解和表达不尽相同,但我比较趋向这样描述:通过继承实现的不同对象调用相同的方法,表现出不同的行为,称之为多态。

例1:

 

代码

public class Animal
    {
        public virtual void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Animal eat");
        }
    }     public class Cat : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Cat eat");
        }
    }     public class Dog : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Dog eat");
        }
    }     class Tester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal[] animals = new Animal[3];             animals[0] = new Animal();
            animals[1] = new Cat();
            animals[2] = new Dog();             for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                animals[i].Eat();
            }
        }
    }  

输出如下:

Animal eat...

Cat eat...

Dog eat...

在上面的例子中,通过继承,使得Animal对象数组中的不同的对象,在调用Eat()方法时,表现出了不同的行为。

多态的实现看起来很简单,要完全理解及灵活的运用c#的多态机制,也不是一件容易的事,有很多需要注意的地方。

1. new的用法

先看下面的例子。

例2

 

代码

public class Animal
    {
        public virtual void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Animal eat");
        }
    }     public class Cat : Animal
    {
        public new void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Cat eat");
        }
    }     class Tester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal a = new Animal();
            a.Eat();             Animal ac = new Cat();
            ac.Eat();             Cat c = new Cat();
            c.Eat();
        }
    }  

运行结果为:

Animal eat...

Animal eat...

Cat eat...

可以看出,当派生类Cat的Eat()方法使用new修饰时,Cat的对象转换为Animal对象后,调用的是Animal类中的Eat()方法。其实可以理解为,使用new关键字后,使得Cat中的Eat()方法和Animal中的Eat()方法成为毫不相关的两个方法,只是它们的名字碰巧相同而已。所以, Animal类中的Eat()方法不管用还是不用virtual修饰,也不管访问权限如何,或者是没有,都不会对Cat的Eat()方法产生什么影响(只是因为使用了new关键字,如果Cat类没用从Animal类继承Eat()方法,编译器会输出警告)。

我想这是设计者有意这么设计的,因为有时候我们就是要达到这种效果。严格的说,不能说通过使用new来实现多态,只能说在某些特定的时候碰巧实现了多态的效果。

2.override实现多态

真正的多态使用override来实现的。回过去看前面的例1,在基类Animal中将方法Eat()用virtual标记为虚拟方法,再在派生类Cat和Dog中用override对Eat()修饰,进行重写,很简单就实现了多态。需要注意的是,要对一个类中一个方法用override修饰,该类必须从父类中继承了一个对应的用virtual修饰的虚拟方法,否则编译器将报错。

好像讲得差不多了,还有一个问题,不知道你想没有。就是多层继承中又是怎样实现多态的。比如类A是基类,有一个虚拟方法method()(virtual修饰),类B继承自类A,并对method()进行重写(override修饰),现在类C又继承自类B,是不是可以继续对method()进行重写,并实现多态呢?看下面的例子。

例3:

 

代码

public class Animal
    {
        public virtual void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Animal eat");
        }
    }     public class Dog : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Dog eat");
        }
    }     public class WolfDog : Dog
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("WolfDog eat");
        }
    }     class Tester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal[] animals = new Animal[3];             animals[0] = new Animal();
            animals[1] = new Dog();
            animals[2] = new WolfDog();             for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                animals[i].Eat();
            }
        }
}  

运行结果为:

Animal eat...

Dog eat...

WolfDog eat...

在上面的例子中类Dog继承自类Animal,对方法Eat()进行了重写,类WolfDog又继承自Dog,再一次对Eat()方法进行了重写,并很好地实现了多态。不管继承了多少层,都可以在子类中对父类中已经重写的方法继续进行重写,即如果父类方法用override修饰,如果子类继承了该方法,也可以用override修饰,多层继承中的多态就是这样实现的。要想终止这种重写,只需重写方法时用sealed关键字进行修饰即可。

3. abstract-override实现多态

先在我们在来讨论一下用abstract修饰的抽象方法。抽象方法只是对方法进行了定义,而没有实现,如果一个类包含了抽象方法,那么该类也必须用abstract声明为抽象类,一个抽象类是不能被实例化的。对于类中的抽象方法,可以再其派生类中用override进行重写,如果不重写,其派生类也要被声明为抽象类。看下面的例子。

例4

 

代码

    public abstract class Animal
    {
      public abstract void Eat();
    }     public class Cat : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Cat eat");
        }
    }     public class Dog : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Dog eat");
        }
    }     public class WolfDog : Dog
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Wolfdog eat");
        }
    }     class Tester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal[] animals = new Animal[3];             animals[0] = new Cat();
            animals[1] = new Dog();
            animals[2] = new WolfDog();             for (int i = 0; i < animals.Length; i++)
            {
                animals[i].Eat();
            }
        }
    }  

运行结果为:

Cat eat...

Dog eat...

Wolfdog eat...

从上面可以看出,通过使用abstract-override可以和virtual-override一样地实现多态,包括多层继承也是一样的。不同之处在于,包含虚拟方法的类可以被实例化,而包含抽象方法的类不能被实例化。

以上就是我对c#中多态的一些浅薄的认识,如有错误的地方,欢迎批评指正!

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