浅析c#中多态的实现(修正版)
多态是面向对象的三个基本特性之一,因此在C#中正确理解和实现多态是非常重要的。
对于C#初学者而言,可能已经理解了多态的概念,但对于多态的实现,特别是关键字new,virtual,override的使用,仍然有种一头雾水的感觉。我查阅几本书,在网上看了一些相关的资料,总算是小有收获,在这里分享一下我的理解,希望对初学者有所帮助。
多态可以简单的理解为对不同的对象调用相同的方法,表现出不同的行为,这种特性是通过继承来实现的。先来看一个简单的例子,展现一下多态的实现。
例1:
{
public virtual void Eat()
{
Console.WriteLine("Animal eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
public class Cat : Animal
{
public override void Eat()
{
Console.WriteLine("Cat eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
public class Dog : Animal
{
public override void Eat()
{
Console.WriteLine("Dog eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
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:
{
public virtual void Eat()
{
Console.WriteLine("Animal eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
public class Cat : Animal
{
public new void Eat()
{
Console.WriteLine("Cat eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
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:
{
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:
{
}
public class Cat : Animal
{
public override void Eat()
{
Console.WriteLine("Cat eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
public class Dog : Animal
{
public override void Eat()
{
Console.WriteLine("Dog eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
public class WolfDog : Dog
{
public override void Eat()
{
Console.WriteLine("Wolfdog eat
![](https://www.cnblogs.com/Images/dot.gif)
}
}
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!