[.net 面向对象编程基础] (12) 面向对象三大特性——继承

[.net 面向对象编程基础] (12) 面向对象三大特性——继承

 

     上节我们说了面向对象的三大特性之一的封装，解决了将对同一对象所能操作的所有信息放在一起，实现统一对外调用，实现了同一对象的复用，降低了耦合。

     但在实际应用中，有好多对象具有相同或者相似的属性，比如有一个对象 果树（FruitTree）,它有成员属性叶子（Leaf），会开花(Flower)，有树干(Stem)，有树根(Root),它还会生长(Growth方法)。

     有另一个对象苹果树(AppleTree)它也是果树，具有果树所有特性，那么我们在编程的时候，定义了一个苹果树对象，假如再有一个桔子树(OrangeTree)、桃树（PeachTree）呢，我们不能一直复制这个对象改名字实现吧？这里就要用到面向对象的第二个特性：继承。

1.什么是继承

     上面的果树(FruitTree) 和桔树(OrangeTree)之间是一个“ is-a ”的关系，即我们可以说 “桔树是果树”。在面向对象编程中，我们把这种关系称为 “继承”，即桔树继承自果树。或者说，桔树类是果树类的派生类；也可以说果树是父类，桔树是子类。同样的苹果树也可以继承果树，那么苹果树也可以说是果树的子类。在这里我们发现一个类可以有多个派生类，也就是一个类可以被多个类继承.

通过上面的实例，我们总结一下继承相关的概念：

(1) 当一个类A能够获取另一个类B中所有非私有的数据和操作的定义作为自己的部分或全部成分时，就称这两个类之间具有继承关系。

(2) 被继承的类B称为父类或基类，继承了父类的类A称为子类或派生类.

2.继承的特点

上面的例子，假如苹果树继承自果树，那么苹果树除了具有果树所有的属性(叶子，根、花)和方法（生长）之外，苹果树还有自己特有的一些属性，比如有自己的果实苹果（Apple）; 同样桃树有自己的果实桃子(Peach),因此继承的子类可以有自己独有的成员（属性或方法等）。

特点一：派生类除了继承父类的特性外，还可以有自己独有特性

上面说到的父类果树(FruitTree)除了有叶子、根、花这些公有的成员之外，也可以有自己的私有成员，比如种类（落叶果树、常绿果树），而“种类”这个成员，并不是它的子类苹果树（AppleTree）和桔树(OrangeTree)所具有的,因此是私有成员，子类继承父类后，并不能拥有父类的私有成员。

特点二：子类不能拥有父类的私有成员

还是上面的例子，假如果树有一个公有方法生长（Growth），它有两个子类桃树和苹果树，那么子类也同时拥有生长这个方法，但是桃树和苹果树的生长过程是不同的，我们可以修改这个方法以适应不同种类果树的生长。

特点三：子类可以以自己的方式实现父类的功能（即方法重写,这个在后面专门介绍）

3．继承的实现

     通过上面的例子，我们已经对继承很熟悉了，抛开概念。简单的说，继承一词本就来源于生活，有财产继承，精神继承。面向对象编程只不过就是把这些概念抽象化而已，通俗来说就是“苹果树是一颗果树”   

代码实现上面的例子   

    /// <summary>
    /// 果树类
    /// </summary>
    class FruitTree
    {
        /// <summary>
        /// 名称
        /// 说明：修饰符 protected 保护访问。只限于本类和子类访问，实例不能访问。
        /// </summary>
        protected string name;
        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        public FruitTree()
        {
            this.name = "无名";
        }
        /// <summary>
        /// 构造函数二
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public FruitTree(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        object _leaf;
        object _root;
        object _flower;
        string _type;
        /// <summary>
        /// 叶子（公有属性）
        /// </summary>
        public object leaf
        {
            get { return _leaf; }
            set { _leaf = value; }
        }
        /// <summary>
        /// 根（公有属性）
        /// </summary>
        public object root
        {
            get { return _root; }
            set { _root = value; }
        }
        /// <summary>
        /// 花（公有属性）
        /// </summary>
        public object flower
        {
            get { return _flower; }
            set { _flower = value; }
        }
        /// <summary>
        /// 类别（不定义修饰符，默认为私有）
        /// </summary>
        string type
        {
            get { return _type; }
            set { _type = value; }
        }
  
    }

    /// <summary>
    /// 苹果树类
    /// 继承自：果树类
    /// </summary>
    class AppleTree:FruitTree
    {
        string _myName;
        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// 说明：子类调用父类同样的构造函数，需要使用 :base()
        /// </summary>
        public AppleTree():base()
        {          
        }
        /// <summary>
        /// 构造函数二
        /// 说明：子类调用父类同样的构造函数，需要使用 :base(name)
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public AppleTree(string name):base(name)
        {
            _myName = name;
        }             

        /// <summary>
        /// 返回果实的名字
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public string MyFruitName()
        {
            return "我是：" + _myName + "；我的果实叫：苹果";
        }
    }
    /// <summary>
    /// 桔树类
    /// 继承自：果树类
    /// </summary>
    class OrangeTree : FruitTree
    {
        string _myName;
        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// 说明：子类调用父类同样的构造函数，需要使用 :base()
        /// </summary>
        public OrangeTree(): base()
        {
        }
        /// <summary>
        /// 构造函数二
        /// 说明：子类调用父类同样的构造函数，需要使用 :base(name)
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public OrangeTree(string name): base(name)
        {
            _myName = name;
        }

        /// <summary>
        /// 返回果实的名字
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public string MyFruitName()
        {
            return "我是："+_myName+"；我的果实叫：桔子";
        }
    }

调用子类：

//调用子类
AppleTree appleTree = new AppleTree("苹果树");
string myName = appleTree.MyFruitName();
//返回结果为：我是：苹果树；我的果实叫：苹果

 

//调用子类
OrangeTree orangeTree = new OrangeTree("桔子树"); 
string myName = orangeTree. MyFruitName (); 
//返回结果为：我是：桔子树；我的果实叫：桔子

      通这段代码，我们可以看到有了基类果树，那么我们再有几百种树，只需要一个继承就可以了，对于子类AppleTree.MyFruitName()返回名字这个方法,在不同子类中可以特有，就是继承的特点，可以增加特有成员。虽然对于独有特点需要在每个子类中单独定义，但是共享父类成员已经让我们省去不少工作量了，最重要的程序的结构更加清晰、易于维护了。

 

4.继承的缺点

     看到这个标题，小伙伴们也许很惊讶，既然说了这么多面向对象继承特性的好处，原来还有缺点。当然，世界上没有完美的东西，继承也是。

     缺点一：父类变化，子类不得不变；

     缺点二：继承破坏了包装，父类的细节暴露给了子类。

     前一节说了封装的独立特性，是减少了耦合性，而继承其为了实现复用却增加了耦合性。

     说到这里小伙伴们纠结了，那么到底要不要使用继承，答案是肯定的，它的优点和光芒掩盖了缺点，也就是说好处更多一些。这里说明它的缺点，就是提醒我们在使用过程中尽量避免它的缺点所带来的后果。

     那么要如何才能很好的使用继承呢？我们应该注意这么几点:

a.当两个对象间是“is a”关系时，可以使用继承（比如苹果树是树）；b.当两个对象是“as a”关系时，不宜使用继承（比如手是人的一部分，不能让手继承人）;

     对于继承的优缺点，我们记住一点：要合理使用继承，才能发挥最佳效果，而不是盲目使用。

 

     作为面向对象的三大特性之一：继承，可以说是学好面向对象编程的重中之重，因些本节可以说是这个系列的重点，没有之一。

    小伙伴们，又是凌晨了，明天继续写。最后按惯例写几点使用继承需要注意的地方。

 

要点：

1：父类中的私有成员，派生类是绝不能访问；

2：C#要求一个类只能有一个直接基类；

3：被“sealed”关键字修饰的类将不能被继承；

4：被“protected”修饰的成员或者数据可以直接被派生类访问，属于“可以在家族里分享的秘密”。

5：善用“base”关键字，显示调用合适的自定义基类构造函数而不是使用默认构造函数。

6：继承需要合理使用才能发挥最佳效果，一般情况下适用于“is a”关系，不适用“has a”关系。

 

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