C# 继承,抽象类,密封类,类的多态性

类可以从其他类中继承。

 

新类（即派生类）将获取基类的所有非私有数据和行为以及新类为自己定义的所有其他数据或行为。因此，新类具有两个有效类型：新类的类型和它继承的类的类型。

在上面的示例中，类 B 既是有效的 B，又是有效的 A。访问 B 对象时，可以使用强制转换操作将其转换为 A 对象。强制转换不会更改 B 对象，但您的 B 对象视图将限制为 A 的数据和行为。将 B 强制转换为 A 后，可以将该 A 重新强制转换为 B。并非 A 的所有实例都可强制转换为 B，只有实际上是 B 的实例的那些实例才可以强制转换为 B。如果将类 B 作为 B 类型访问，则可以同时获得类 A 和类 B 的数据和行为。对象可以表示多个类型的能力称为多态性。有关更多信息，请参见多态性（C# 编程指南）。有关强制转换的更多信息，请参见强制转换（C# 编程指南）。

抽象类和类成员

使用 abstract 关键字可以创建仅用于继承用途的类和类成员，即定义派生的非抽象类的功能。使用 sealed 关键字可以防止继承以前标记为 virtual 的类或某些类成员。有关更多信息，请参见如何：定义抽象属性（C# 编程指南）。

public abstract class A { // Class members here. }

抽象类不能实例化。抽象类的用途是提供多个派生类可共享的基类的公共定义。

抽象类也可以定义抽象方法。方法是将关键字 abstract 添加到方法的返回类型的前面。例如：

public abstract class A { public abstract void DoWork(int i); }

抽象方法没有实现，所以方法定义后面是分号，而不是常规的方法块。抽象类的派生类必须实现所有抽象方法。当抽象类从基类继承虚方法时，抽象类可以使用抽象方法重写该虚方法。例如：

// compile with: /target:library
public class D
{
    public virtual void DoWork(int i)
    {
        // Original implementation.
    }
}

public abstract class E : D
{
    public abstract override void DoWork(int i);
}

public class F : E
{
    public override void DoWork(int i)
    {
        // New implementation.
    }
}

 

 

如果将虚方法声明为抽象方法，则它对于从抽象类继承的所有类而言仍然是虚的。继承抽象方法的类无法访问该方法的原始实现。在前面的示例中，类 F 上的 DoWork 无法调用类 D 上的 DoWork。在此情况下，抽象类可以强制派生类为虚方法提供新的方法实现。

密封类和类成员

可以将类声明为密封类。方法是在类定义中将关键字 sealed 置于关键字 class 的前面。例如：

public sealed class D { // Class members here. }

密封类不能用作基类。因此，它也不能是抽象类。密封类主要用于防止派生。由于密封类从不用作基类，所以有些运行时优化可以使对密封类成员的调用略快。

在对基类的虚成员进行重写的派生类上的类成员、方法、字段、属性或事件可以将该成员声明为密封成员。在用于以后的派生类时，这将取消成员的虚效果。方法是在类成员声明中将 sealed 关键字置于 override 关键字的前面。例如：

public class D : C { public sealed override void DoWork() { } }

 

多态性概述

通过继承，一个类可以用作多种类型：可以用作它自己的类型、任何基类型，或者在实现接口时用作任何接口类型。这称为多态性。

态性不仅对派生类很重要，对基类也很重要。基类的设计者要预测可能发生的更改

当派生类从基类继承时，它会获得基类的所有方法、字段、属性和事件。若要更改基类的数据和行为，您有两种选择：可以使用新的派生成员替换基成员，或者可以重写虚拟的基成员。

使用新的派生成员替换基类的成员需要使用 new 关键字。如果基类定义了一个方法、字段或属性，则 new 关键字用于在派生类中创建该方法、字段或属性的新定义。new 关键字放置在要替换的类成员的返回类型之前。例如：

public class BaseClass
{
    public void DoWork() { }
    public int WorkField;
    public int WorkProperty
    {
        get { return 0; }
    }
}

public class DerivedClass : BaseClass
{
    public new void DoWork() { }
    public new int WorkField;
    public new int WorkProperty
    {
        get { return 0; }
    }
}

使用 new 关键字时，调用的是新的类成员而不是已被替换的基类成员。这些基类成员称为隐藏成员。如果将派生类的实例强制转换为基类的实例，就仍然可以调用隐藏类成员。例如：

DerivedClass B = new DerivedClass();
B.DoWork();  // Calls the new method.

BaseClass A = (BaseClass)B;
A.DoWork();  // Calls the old method.

为了使派生类的实例完全接替来自基类的类成员，基类必须将该成员声明为虚拟的。这是通过在该成员的返回类型之前添加 virtual 关键字来实现的。然后，派生类可以选择使用 override 关键字而不是 new，将基类实现替换为它自己的实现。例如：

 

字段不能是虚拟的，只有方法、属性、事件和索引器才可以是虚拟的。当派生类重写某个虚拟成员时，即使该派生类的实例被当作基类的实例访问，也会调用该成员。例如：

 

使用虚拟方法和属性可以预先计划未来的扩展。由于在调用虚拟成员时不考虑调用方正在使用的类型，所以派生类可以选择完全更改基类的外观行为。

无论在派生类和最初声明虚拟成员的类之间已声明了多少个类，虚拟成员都将永远为虚拟成员。如果类 A 声明了一个虚拟成员，类 B 从 A 派生，类 C 从类 B 派生，则类 C 继承该虚拟成员，并且可以选择重写它，而不管类 B 是否为该成员声明了重写。例如：

 

派生类可以通过将重写声明为密封的来停止虚拟继承。这需要在类成员声明中将 sealed 关键字放在 override 关键字的前面。例如

public class C : B { public sealed override void DoWork() { } }

在上面的示例中，方法 DoWork 对从 C 派生的任何类都不再是虚拟的。它对 C 的实例仍然是虚拟的 -- 即使将这些实例强制转换为类型 B 或类型 A。派生类可以通过使用 new 关键字替换密封的方法，如下面的示例所示：

public class D : C { public new void DoWork() { } }

在此情况下，如果在 D 中使用类型为 D 的变量调用 DoWork，被调用的将是新的 DoWork。如果使用类型为 C、B 或 A 的变量访问 D 的实例，对 DoWork 的调用将遵循虚拟继承的规则，即把这些调用传送到类 C 的 DoWork 实现。

已替换或重写某个方法或属性的派生类仍然可以使用基关键字 base 访问基类的该方法或属性。例如：

 

base 关键字用于从派生类中访问基类的成员：

• 调用基类上已被其他方法重写的方法。

• 指定创建派生类实例时应调用的基类构造函数。

• 基类访问只能在构造函数、实例方法或实例属性访问器中进行。

  从静态方法中使用 base 关键字是错误的。

 

public class A
{
    public virtual void DoWork() { }
}
public class B : A
{
    public override void DoWork() { }
}

public class C : B
{
    public override void DoWork()
    {
        // Call DoWork on B to get B's behavior:
        base.DoWork();

        // DoWork behavior specific to C goes here:
        // 
    }
}

 

public class A
{
    public virtual void DoWork() { }
}
public class B : A
{
    public override void DoWork() { }
}

public class C : B
{
    public override void DoWork() { }
}

 

DerivedClass B = new DerivedClass();
B.DoWork();  // Calls the new method.

BaseClass A = (BaseClass)B;
A.DoWork();  // Also calls the new method.

 

public class BaseClass
{
    public virtual void DoWork() { }
    public virtual int WorkProperty
    {
        get { return 0; }
    }
}
public class DerivedClass : BaseClass
{
    public override void DoWork() { }
    public override int WorkProperty
    {
        get { return 0; }
    }
}

 

public class A
{
    public A() { }
}

public class B : A
{
    public B() { }
}