4.3 子类父类变量的相互赋值
构成继承关系的父类和子类对象之间有一个重要的特性:
子类对象可以被当成基类对象使用。
这是因为子类对象本就是一种(IS_A)父类对象,因此,以下代码是合法的:
Parent p;
Son c=new Son();
p=c; //正确,子类对象可以传给父类变量
上述代码中Parent是Son类的父类。
然而,反过来就不可以,以下代码是错误的:
c=p; //错误,父类对象变量不可以直接赋值给子类变量
如果确信父类变量中所引用的对象的确是子类类型,则可以通过类型强制转换进行赋值,其语法格式为:
子类对象变量=(子类名称)基类对象变量;
或使用as运算符:
子类对象变量=基类对象变量 as 子类名称;
示例代码如下:
c=(Child)p; //正确,父类对象变量引用的就是子类对象
或:
c=p as Child;
4.4 方法重载、隐藏与虚方法调用
由于子类对象同时“汇集了”父类和子类的所有公共方法,而C#并未对子类和父类的方法名称进行过多限制,因此,一个问题出现了:
如果子类中某个方法与父类方法的签名一样(即方法名和方法参数都一样),那当通过子类对象访问此方法时,访问的是子类还是父类所定义的方法?
让我们先从子类方法与父类方法之间的关系说起。
总的来说,子类方法与父类方法之间的关系可以概括为以下三种:
① 扩充(Extend):子类方法,父类没有;
② 重载(Overload):子类有父类的同名函数,但参数类型或数目不一样;
③ 完全相同:子类方法与父类方法从方法名称到参数类型完全一样。
对于第一种“扩充”关系,由于子类与父类方法不同名,所以不存在同名方法调用的问题,重点分析一下后两种情况。
(1)重载(overload)
在前面介绍过方法重载的概念,在同一个类中构成重载的方法主要根据参数列表来决定调用哪一个。这一基本判断方法可以推广到类的继承情况。
例如,以下代码在子类和父类中定义了一个重载的方法OverloadF():
class Parent
{
public void OverloadF()
{
}
}
class Child:Parent
{
public void OverloadF(int i)
{
}
}
使用代码如下:
Child obj=new Child();
obj.OverloadF(); //调用父类的重载方法
obj.OverloadF(100); //调用子类的重载方法
可以看到,虽然重载的方法分布在不同的类中,但仍然可以将其看成是定义在同一个类中的,其使用方式与调用类的其他方法并无不同。
(2)隐藏(Hide)
当子类与父类拥有完全一样的方法时,称“子类隐藏了父类的同名方法”,请看示例:
class Parent
{
public void HideF()
{
System.Console.WriteLine("Parent.HideF()");
}
}
class Child:Parent
{
public void HideF()
{
System.Console.WriteLine("Child.HideF()");
}
}
请注意现在子类和父类都拥有了一个完全相同的方法HideF(),于是问题发生了,请看以下代码:
Child c=new Child();
c.HideF(); //调用父类的还是子类的同名方法?
上述代码运行时,输出:
Child.HideF()
修改一下代码:
Parent p=new Parent();
p.HideF(); //调用父类的还是子类的同名方法?
上述代码运行结果:
Parent.HideF()
由此可以得出一个结论:
当分别位于父类和子类的两个方法完全一样时,调用哪个方法由对象变量的类型决定。
然而,面向对象的继承特性允许子类对象被当成父类对象使用,这使问题复杂化了,请看以下代码会出现什么结果?
Child c=new Child();
Parent p;
p=c;
p.HideF(); //调用父类的还是子类的同名方法?
上述代码的运行结果是:
Parent.HideF()
这就意味着即使Parent变量p中实际引用的是Child类型的对象,通过p调用的方法还是Parent类的!
如果确实希望调用的子类的方法,应这样使用:
((Child)p).HideF();
即使进行强制类型转换。
回到前面Parent和Child类的定义,Visual Studio在编译这两个类时,会发出一个警告:
警告1 "HideExamples.Child.HideF()"隐藏了继承的成员"HideExamples.Parent.HideF()"。如果是有意隐藏,请使用关键字new。
虽然上述警告并不影响程序运行结果,却告诉我们代码不符合C#的语法规范,修改Child类的定义如下:
class Child:Parent
{
public new void HideF()
{
System.Console.WriteLine("Child.HideF()");
}
}
“new”关键字明确告诉C#编译器,子类隐藏父类的同名方法,提供自己的新版本。
由于子类隐藏了父类的同名方法,所以如果要在子类方法的实现代码中调用父类被隐藏的同名方法,请使用base关键字,示例代码如下:
base.HideF(); //调用父类被隐藏的方法
(3)重写(override)与虚方法调用
上述隐藏的示例中,由于子类隐藏了父类的同名方法,如果不进行强制转换,就无法通过父类变量直接调用子类的同名方法,哪怕父类变量引用的是子类对象。
这是不太合理的。我们希望每个对象都只干自己职责之内的事,即如果父类变量引用的是子类对象,则调用的就是子类定义的方法,而如果父类变量引用的就是父类对象,则调用的是父类定义的方法。这就是说,希望每个对象都“各人自扫门前雪,莫管他人瓦上霜”。
为达到这个目的,可以在父类同名方法前加关键字virtual,表明这是一个虚方法,子类可以重写此方法:即在子类同名方法前加关键字override,表明对父类同名方法进行了重写。
请看示例代码:
class Parent
{
public virtual void OverrideF()
{
System.Console.WriteLine("Parent.OverrideF()");
}
}
class Child:Parent
{
public override void OverrideF()
{
System.Console.WriteLine("Child.OverrideF()");
}
}
请看以下使用代码:
Child c=new Child();
Parent p;
p=c;
p.OverrideF(); //调用父类的还是子类的同名方法?
上述代码的运行结果是:
Child.OverrideF()
这一示例表明,将父类方法定义为虚方法,子类重写同名方法之后,通过父类变量调用此方法,到底是调用父类还是子类的,由父类变量引用的真实对象类型决定,而与父类变量无关!
换句话说,同样一句代码:
p.OverrideF();
在p引用不同对象时,其运行的结果可能完全不一样!因此,如果我们在编程时只针对父类变量提供的对外接口编程,就使我们的代码成了“变色龙”,传给它不同的子类对象(这些子类对象都重写了父类的同名方法),它就干不同的事。
这就是面向对象语言的“虚方法调用(Virtual Method Invoke)”特性。
很明显,“虚方法调用”特性可以让我们写出非常灵活的代码,大大减少由于系统功能扩充和改变所带来的大量代码修改工作量。
由此给出以下结论:
面向对象语言拥有的“虚方法调用”特性,使我们可以只用同样的一个语句,在运行时根据对象类型而执行不同的操作。