C#面向对象三大特性之二:继承
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.
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)
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
1 /// <summary> 2 /// 果树类 3 /// </summary> 4 class FruitTree 5 { 6 /// <summary> 7 /// 名称 8 /// 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。 9 /// </summary> 10 protected string name; 11 /// <summary> 12 /// 构造函数 13 /// </summary> 14 public FruitTree() 15 { 16 this.name = "无名"; 17 } 18 /// <summary> 19 /// 构造函数二 20 /// </summary> 21 /// <param name="name"></param> 22 public FruitTree(string name) 23 { 24 this.name = name; 25 } 26 object _leaf; 27 object _root; 28 object _flower; 29 string _type; 30 /// <summary> 31 /// 叶子(公有属性) 32 /// </summary> 33 public object leaf 34 { 35 get { return _leaf; } 36 set { _leaf = value; } 37 } 38 /// <summary> 39 /// 根(公有属性) 40 /// </summary> 41 public object root 42 { 43 get { return _root; } 44 set { _root = value; } 45 } 46 /// <summary> 47 /// 花(公有属性) 48 /// </summary> 49 public object flower 50 { 51 get { return _flower; } 52 set { _flower = value; } 53 } 54 /// <summary> 55 /// 类别(不定义修饰符,默认为私有) 56 /// </summary> 57 string type 58 { 59 get { return _type; } 60 set { _type = value; } 61 } 62 63 } 64 65 /// <summary> 66 /// 苹果树类 67 /// 继承自:果树类 68 /// </summary> 69 class AppleTree:FruitTree 70 { 71 string _myName; 72 /// <summary> 73 /// 构造函数 74 /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base() 75 /// </summary> 76 public AppleTree():base() 77 { 78 } 79 /// <summary> 80 /// 构造函数二 81 /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base(name) 82 /// </summary> 83 /// <param name="name"></param> 84 public AppleTree(string name):base(name) 85 { 86 _myName = name; 87 } 88 89 /// <summary> 90 /// 返回果实的名字 91 /// </summary> 92 /// <returns></returns> 93 public string MyFruitName() 94 { 95 return "我是:" + _myName + ";我的果实叫:苹果"; 96 } 97 } 98 /// <summary> 99 /// 桔树类 100 /// 继承自:果树类 101 /// </summary> 102 class OrangeTree : FruitTree 103 { 104 string _myName; 105 /// <summary> 106 /// 构造函数 107 /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base() 108 /// </summary> 109 public OrangeTree(): base() 110 { 111 } 112 /// <summary> 113 /// 构造函数二 114 /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base(name) 115 /// </summary> 116 /// <param name="name"></param> 117 public OrangeTree(string name): base(name) 118 { 119 _myName = name; 120 } 121 122 /// <summary> 123 /// 返回果实的名字 124 /// </summary> 125 /// <returns></returns> 126 public string MyFruitName() 127 { 128 return "我是:"+_myName+";我的果实叫:桔子"; 129 } 130 }
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“has 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。
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。