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多态性

C# 多态性

多态性意味着有多重形式。在面向对象编程范式中,多态性往往表现为"一个接口,多个功能"。

多态性可以是静态的或动态的。在静态多态性中,函数的响应是在编译时发生的。在动态多态性中,函数的响应是在运行时发生的。

静态多态性

在编译时,函数和对象的连接机制被称为早期绑定,也被称为静态绑定。C# 提供了两种技术来实现静态多态性。分别为:

  • 函数重载
  • 运算符重载

运算符重载将在下一章节讨论,接下来我们将讨论函数重载。

函数重载

您可以在同一个范围内对相同的函数名有多个定义。函数的定义必须彼此不同,可以是参数列表中的参数类型不同,也可以是参数个数不同。不能重载只有返回类型不同的函数声明。

下面的实例演示了几个相同的函数 print(),用于打印不同的数据类型:

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
   class Printdata
   {
      void print(int i) {
         Console.WriteLine("Printing int: {0}", i );
      }

      void print(double f) {
         Console.WriteLine("Printing float: {0}" , f);
      }

      void print(string s) {
         Console.WriteLine("Printing string: {0}", s);
      }
      static void Main(string[] args) {
         Printdata p = new Printdata();
         // 调用 print 来打印整数
         p.print(5);
         // 调用 print 来打印浮点数
         p.print(500.263);
         // 调用 print 来打印字符串
         p.print("Hello C++");
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Printing int: 5
Printing float: 500.263
Printing string: Hello C++

动态多态性

C# 允许您使用关键字 abstract 创建抽象类,用于提供接口的部分类的实现。当一个派生类继承自该抽象类时,实现即完成。抽象类包含抽象方法,抽象方法可被派生类实现。派生类具有更专业的功能。

请注意,下面是有关抽象类的一些规则:

  • 您不能创建一个抽象类的实例。
  • 您不能在一个抽象类外部声明一个抽象方法。
  • 通过在类定义前面放置关键字 sealed,可以将类声明为密封类。当一个类被声明为 sealed 时,它不能被继承。抽象类不能被声明为 sealed。

下面的程序演示了一个抽象类:

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
   abstract class Shape
   {
      public abstract int area();
   }
   class Rectangle:  Shape
   {
      private int length;
      private int width;
      public Rectangle( int a=0, int b=0) {
         length = a;
         width = b;
      }
      public override int area () { 
         Console.WriteLine("Rectangle 类的面积:");
         return (width * length); 
      }
   }

   class RectangleTester
   {
      static void Main(string[] args) {
         Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
         double a = r.area();
         Console.WriteLine("面积: {0}",a);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Rectangle 类的面积:
面积: 70

当有一个定义在类中的函数需要在继承类中实现时,可以使用虚方法。虚方法是使用关键字 virtual 声明的。虚方法可以在不同的继承类中有不同的实现。对虚方法的调用是在运行时发生的。

动态多态性是通过 抽象类虚方法 实现的。

下面的程序演示了这点:

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
   class Shape 
   {
      protected int width, height;
      public Shape( int a=0, int b=0) {
         width = a;
         height = b;
      }
      public virtual int area() {
         Console.WriteLine("父类的面积:");
         return 0;
      }
   }
   class Rectangle: Shape
   {
      public Rectangle( int a=0, int b=0): base(a, b) {

      }
      public override int area () {
         Console.WriteLine("Rectangle 类的面积:");
         return (width * height); 
      }
   }
   class Triangle: Shape
   {
      public Triangle(int a = 0, int b = 0): base(a, b) {

      }
      public override int area() {
         Console.WriteLine("Triangle 类的面积:");
         return (width * height / 2); 
      }
   }
   class Caller
   {
      public void CallArea(Shape sh) {
         int a;
         a = sh.area();
         Console.WriteLine("面积: {0}", a);
      }
   }  
   class Tester
   {

      static void Main(string[] args) {
         Caller c = new Caller();
         Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
         Triangle t = new Triangle(10, 5);
         c.CallArea(r);
         c.CallArea(t);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Rectangle 类的面积:
面积:70
Triangle 类的面积:
面积:25

抽象方法和虚方法的区别

  • 虚方法必须有实现部分,抽象方法没有提供实现部分,抽象方法是一种强制派生类覆盖的方法,否则派生类将不能被实例化。
  • 抽象方法只能在抽象类中声明,虚方法不是。如果类包含抽象方法,那么该类也是抽象的,也必须声明类是抽象的。
  • 抽象方法必须在派生类中重写,这一点和接口类似,虚方法不需要再派生类中重写。

简单说,抽象方法是需要子类去实现的。虚方法是已经实现了的,可以被子类覆盖,也可以不覆盖,取决于需求。

抽象方法和虚方法都可以供派生类重写。

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