C#继承---理解与分析

在这篇文章中，我们会用示例讨论C#继承。继承是面向对象编程的一项原则，这项原则解决了可扩展性问题。在这篇文章中，我们会讨论以下几点：

1、什么是继承？

2、继承的类型；

3、为什么需要继承？

4、如何在应用程序中使用继承？

一、继承是什么？

从已存在的类中创建一个新类，这样新类就获得了已存在类的所有属性和行为，这一过程就叫做继承。传送属性（或行为）的类，叫做超类或父类或基类，而自超类继承属性或行为的类叫做子类或派生类（derived class）。总之一句话，继承意味着从已经完成或已经现有的可利用的方面取得某些东西。

继承是一种代码可复用性和可改变性为目的的概念。这里所指的可改变性意味着可以重载对象的已有功能或特征，或是给对象添加更多的功能。

C#.NET支持的继承类别

C#.NET将继承划分为两大类：

1、实现继承（Implementation inheritance）

2、接口继承（Interface inheritance）

二、继承的类型

继承分为5种类型，它们分别如下：

1、单一继承（Single Inheritance）：当一个类是从单个基类继承而来，这种继承关系叫单一继承；

 

 

 

2、多级继承（Multilevel Inheritance）：当一个派生类是从另一个派生类创建的，这种继承关系叫多级继承；

 

 

 

3、同级继承（Hierarchical Inheritance）：当多个派生类是从同一基类创建的，这种继承关系叫同级继承；

 

 

 4、混合继承（Hybrid Inheritance）：混合继承是任意单继承、同级继承和等级继承的组合；

 

 5、多重继承（Multiple Inheritance）：当一个派生类创建于多个基类，这种继承类型叫多重继承。但是在.NET中，类是不能多重继承的，但是接口可以多重继承的。

 

 注：处理由多重继承引起的复杂性是非常复杂的，因此在.net中，类是不支持多重继承的，而接口可以支持多重继承。

 C#中使用继承需要考虑的规则

规则1：在继承中，对于子类来说，父类的构造函数必须易于访问，否则继承就不成立，因为当我们创建子类对象时，它会运行并调用父类的构造函数，这样父类变量会被初始化，我们就可以在子类中使用它们。

示例如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

namespace parent_and_child_class
{
    //创建父类Person和子类Student
    public class Person
    {
        public Person()
        {
            Console.WriteLine("我是人");
        }
    }

    public class Student : Person
    {
        public Student()
        {
            Console.WriteLine("我是学生");
        }
    }

    //在客户端通过子类无参构造函数创建子类实例
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Student student = new Student();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 

 结论：通过调用子类无参构造函数创建子类实例，会默认调用父类无参构造函数。

规则2：在继承中，子类能使用父类成员，但父类不能完全使用在子类中定义的成员。

注： 我们习惯认为,子类对父类是不可见的,或者说父类不知道子类的存在,所以父类是调用不到子类的方法、属性的。

规则3：一个类的对象可以做为引用被分配给同一个类的变量，一个类的对象也可以做为引用分配给父类的变量，这样引用开始分配给它的对象内存，但是现在也可以使用我们控制的引用来访问子类的纯成员。

注：父类对象不能分配给子类变量。通过显式转换，用子类对象创建的父类引用可以转换回子类引用。

为什么我们需要继承？

 

 我们用示例来理解为什么需要继承。假设一家公司有“n”个分支机构，要求将公司分支机构详细信息电脑化，然后我们创建Class Branch类，此类包含data成员BranchCode, BranchName, 和 BranchAddress；还有函数 GetBranchData() 和 DisplayBranchData().。

一段时间后，公司还要求将每个分支机构的雇员详细信息电脑化。然后我们创建了Class Employee，此类包含成员 EmployeeId, EmployeeName, EmployeeAddress, EmployeeAge，还有函数 GetEmployeeData() 和 DisplayEmployeeData().。

如果我们在没有使用继承的情况下创建这两个类，我们需要独立地分别地为每个类创建对象，像下面这样：

Obj1是Class Branch类的对象，Obj2是Employee类的对象。很难分辨哪个employee属于哪个分支机构。所以如果我们从Branch类派生出Employee类，我们再创建派生类Employee的对象，它会代表两个类，会保持对基类和派生类成员的引用。

示例：

namespace InheritanceDemo
{
    class Branch
    {
        int BranchCode;
        string BranchName, BranchAddress;
        public void GetBranchData()
        {
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH DETAILS:");
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH CODE");
            BranchCode = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH NAME");
            BranchName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH ADDRESS");
            BranchAddress = Console.ReadLine();
        }
        public void DisplayBranchData()
        {
            Console.WriteLine("BRANCH CODE IS : " + BranchCode);
            Console.WriteLine("BRANCH NAME IS : " + BranchName);
            Console.WriteLine("BRANCH ADDRESS IS : " + BranchAddress);
        }
    }
    class Employee : Branch
    {
        int EmployeeId, EmployeeAge;
        string EmployeeName, EmployeeAddress;
        public void GetEmployeeData()
        {
            Console.WriteLine("ENTER EMPLYEE DETAILS:");
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE ID");
            EmployeeId = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE AGE");
            EmployeeAge = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE NAME");
            EmployeeName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE ADDRESS");
            EmployeeAddress = Console.ReadLine();
        }
        public void DisplayEmployeeData()
        {
            Console.WriteLine("EMPLOYEE ID IS : " + EmployeeId);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE NAME IS : " + EmployeeName);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE ADDRESS IS : " + EmployeeAddress);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE AGE IS : " + EmployeeAge);
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee obj1 = new Employee();
            obj1.GetBranchData();
            obj1.GetEmployeeData();
            obj1.DisplayBranchData();
            obj1.DisplayEmployeeData();
            Console.WriteLine("Press any key to exist.");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

在上面的例子中，我们将Branch类的GetEmployeeData() 和 DisplayEmployeeData() 设置为public，是因为外部的Employee类可以访问这些函数。数据字段BranchCode, BranchName, 和 BranchAddress设置为private（默认），这样只有在同一个类内才可以访问。

但是，如果不想让非继承类访问基类成员（在此例子中是Program类），而对于继承类（Employee类）来说可以访问基类，这时我们可以使用protected关键词。

将public更换为protected后，示例如下：

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

namespace Employee_and_Branch
{
    class Branch
    {
        int BranchCode;
        string BranchName, BranchAddress;
        protected void GetBrandhData()
        {
            Console.WriteLine("enter branch details");
            Console.WriteLine("enter branch code");
            BranchCode = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("enter branch name");
            BranchName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("enter branch address");
            BranchAddress = Console.ReadLine();
        }
        protected void DisplayBranchData()
        {
            Console.WriteLine("branch code is :" + BranchCode);
            Console.WriteLine("branch name is :" + BranchName);
            Console.WriteLine("branch address is :" + BranchAddress);
        }
    }

    class Employee : Branch
    {
        int EmployeeId, EmployeeAge;
        string EmployeeName, EmployeeAddress;
        public void GetEmployeeData()
        {
            Console.WriteLine("enter emplyee details");
            Console.WriteLine("enter employee id");
            EmployeeId = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("enter employee age");
            EmployeeAge = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("enter employee name");
            EmployeeName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("enter employee address");
            EmployeeAddress = Console.ReadLine();
        }
        public void DisplayEmployeeData()
        {
            Console.WriteLine("employee id is :" + EmployeeId);
            Console.WriteLine("employee name is :" + EmployeeName);
            Console.WriteLine("employee address is :" + EmployeeAddress);
            Console.WriteLine("employee age is :" + EmployeeAge);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee obj1 = new Employee();
            obj1.GetBrandhData();
            obj1.GetEmployeeData();
            obj1.DisplayBranchData();
            obj1.DisplayEmployeeData();
            Console.WriteLine("press any key to exist.");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 

以上代码会报错，具体如下：

 

 

namespace InheritanceDemo
{
    class Branch
    {
        int BranchCode;
        string BranchName, BranchAddress;
        protected void GetBranchData()
        {
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH DETAILS:");
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH CODE");
            BranchCode = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH NAME");
            BranchName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("ENTER BRANCH ADDRESS");
            BranchAddress = Console.ReadLine();
        }
        protected void DisplayBranchData()
        {
            Console.WriteLine("BRANCH CODE IS : " + BranchCode);
            Console.WriteLine("BRANCH NAME IS : " + BranchName);
            Console.WriteLine("BRANCH ADDRESS IS : " + BranchAddress);
        }
    }
    class Employee : Branch
    {
        int EmployeeId, EmployeeAge;
        string EmployeeName, EmployeeAddress;
        public void GetEmployeeData()
        {
            //to call the base class method use base keyword
            base.GetBranchData();
            Console.WriteLine("ENTER EMPLYEE DETAILS:");
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE ID");
            EmployeeId = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE AGE");
            EmployeeAge = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE NAME");
            EmployeeName = Console.ReadLine();
            Console.WriteLine("ENTER EMPLOYEE ADDRESS");
            EmployeeAddress = Console.ReadLine();
        }
        public void DisplayEmployeeData()
        {
            base.DisplayBranchData();
            Console.WriteLine("EMPLOYEE ID IS : " + EmployeeId);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE NAME IS : " + EmployeeName);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE ADDRESS IS : " + EmployeeAddress);
            Console.WriteLine("EMPLOYEE AGE IS : " + EmployeeAge);
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee obj1 = new Employee();
            //Here we cannot access the Branch class method as they are now protected
            // obj1.GetBranchData(); //Will give Compile time error
            obj1.GetEmployeeData();
            // obj1.DisplayBranchData(); // will give compile time error
            obj1.DisplayEmployeeData();
            Console.WriteLine("Press any key to exist.");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

以上是正确的示例代码。

一般地，当我们开发应用程序的时候，遵循以下过程：

1、识别与应用程序相关联的实体；

2、识别与应用程序相关联的特性；

3、现在，按层次顺序分离每个实体的属性，而不存在任何重复项；

4、将这些实体转换为类；

示例：

我们用一个运行时的例子来了解一下继承。假设我们正在为学校开发应用程序，实体的属性如下所示：

现在，基于以下层级关系来分离实体的属性。

现在定义表示实体的类，如下所示

namespace InheritanceDemo
{
    public class Person
    {
        int Id;
        string Name;
        string Address;
        string Phone;
    }
    public class Student : Person
    {
        string Class;
        string Fees;
        string Marks;
        string Grade;
    }
    public class Staff : Person
    {
        string Designation;
        double Salary;
    }
    public class Technical : Staff
    {
        string Qualification;
        string Subject;
    }
    public class NonTechnical : Staff
    {
        string Dname;
        string Superior;
    }
}