c#多态

　　多态是面向对象编程中三大机制之一,其原理建立在"从父类继承而来的子类可以转换为其父类"这个规则之上,换句话说,能用父类的地方,就能用该类的子类.当从父类派生了很多子类时,由于每个子类都有其不同的代码实现,所以当用父类来引用这些子类时,同样的操作而可以表现出不同的操作结果,这就是所谓的多态. 

　　多态允许将子类的对象当作父类的对象使用，某父类型的引用指向其子类型的对象,调用的方法是该子类型的方法。比如，你的老板让所有员工在九点钟开始工作, 他只要在九点钟的时候说：“开始工作”即可，而不需要对销售人员说：“开始销售工作”，对技术人员说：“开始技术工作”, 因为“员工”是一个抽象的事物, 只要是员工就可以开始工作，他知道这一点就行了。至于每个员工，当然会各司其职，做各自的工作。

　　面向对象程序设计中的另外一个重要概念是多态性。在运行时，可以通过指向基类的指针，来调用实现派生类中的方法。 可以把一组对象放到一个数组中，然后调用它们的方法，在这种场合下，多态性作用就体现出来了，这些对象不必是相同类型的对象。当然，如果它们都继承自某个类，你可以把这些派生类，都放到一个数组中。 如果这些对象都有同名方法，就可以调用每个对象的同名方法。本节课将向你介绍如何完成这些事情。

1.清单9-1. 带有虚方法的基类：DrawingObject.cs

using System; 
public class DrawingObject 
{ 
public virtual void Draw() 
{ 
Console.WriteLine("I'm just a generic drawing object."); 
} 
}

说明

　　清单9-1 定义了DrawingObject类。这是个可以让其他对象继承的基类。该类有一个名为Draw()的方法。Draw()方法带有一个virtual修饰符，该修饰符表明：该基类的派生类可以重载该方法。DrawingObject类的 Draw()方法完成如下事情：输出语句"I'm just a generic drawing object."到控制台。

2.清单9-2. 带有重载方法的派生类：Line.cs, Circle.cs, and Square.cs

using System; 
public class Line : DrawingObject 
{ 
public override void Draw() 
{ 
Console.WriteLine("I'm a Line."); 
} 
}

public class Circle : DrawingObject 
{ 
public override void Draw() 
{ 
Console.WriteLine("I'm a Circle."); 
} 
}

public class Square : DrawingObject 
{ 
public override void Draw() 
{ 
Console.WriteLine("I'm a Square."); 
} 
}

说明

　　清单9-2定义了三个类。这三个类都派生自DrawingObject类。每个类都有一个同名Draw()方法，这些Draw()方法中的每一个都有一个重载修饰符。重载修饰符可让该方法在运行时重载其基类的虚方法，实现这个功能的条件是：通过基类类型的指针变量来引用该类。

3.清单9-3. 实现多态性的程序：DrawDemo.cs

using System; 
public class DrawDemo 
{ 
public static int Main(string[] args) 
{ 
DrawingObject[] dObj = new DrawingObject[4]; 
dObj[0] = new Line(); 
dObj[1] = new Circle(); 
dObj[2] = new Square(); 
dObj[3] = new DrawingObject(); 
foreach (DrawingObject drawObj in dObj) 
{ 
drawObj.Draw(); 
} 
return 0; 
} 
}

说明

　　清单9-3演示了多态性的实现，该程序使用了在清单 9-1 和清单9-2中定义的类。在DrawDemo类中的Main()方法中，创建了一个数组， 数组元素是DrawingObject 类的对象。该数组名为dObj，是由四个DrawingObject类型的对象组成。

　　接下来， 初始化dObj数组， 由于Line， Circle和Square类都是DrawingObject类的派生类，所以这些类可以作为dObj数组元素的类型。 如果C#没有这种功能，你得为每个类创建一个数组。继承的性质可以让派生对象当作基类成员一样用，这样就节省了编程工作量。

　　一旦数组初始化之后，接着是执行foreach循环，寻找数组中的每个元素。在每次循环中， dObj 数组的每个元素（对象）调用其Draw()方法。多态性体现在：在运行时，各自调用每个对象的Draw()方法。尽管dObj 数组中的引用对象类型是DrawingObject，这并不影响派生类重载DrawingObject 类的虚方法Draw()。 在dObj 数组中，通过指向DrawingObject 基类的指针来调用派生类中的重载的Draw()方法。

输出结果是：

I'm a Line. 
I'm a Circle. 
I'm a Square. 
I'm just a generic drawing object.

　　在DrawDemo 程序中，调用了每个派生类的重载的Draw()方法。 最后一行中，执行的是DrawingObject类的虚方法Draw()。这是因为运行到最后，数组的第四个元素是DrawingObject类的对象。

小结 
　　现在对多态性有所了解之后，你可以在派生类中，实现一个重载基类虚方法的方法。虚方法和重载的派生类方法之间的关系就体现出C#的多态性。 

 

同种意义的直观理解：
　　1、基类中定义虚方法，派生类中可以用override 来覆盖基类中的方法。只有基类的方法加上关键字virtual后才可以被override,从而实现面向对象最重要的特征--多态性，即基类可以使用派生类的方法
　　2、简单一点说就是子类中override的方法能够覆盖积累中的virtual方法，当你把一个子类的实例转换为基类时，调用该方法时还是调用的子类的override的方法

　　虚拟函数从C#的程序编译的角度来看，它和其它一般的函数有什么区别呢？一般函数在编译时就静态地编译到了执行文件中，其相对地址在程序运行期间是不发生变化的，也就是写死了的！而虚函数在编译期间是不被静态编译的，它的相对地址是不确定的，它会根据运行时期对象实例来动态判断要调用的函数，其中那个申明时定义的类叫申明类，那个执行时实例化的类叫实例类。

　　如：飞禽 bird = new 麻雀();
　　那么飞禽就是申明类，麻雀是实例类。

具体的检查的流程如下

　　1、当调用一个对象的函数时，系统会直接去检查这个对象申明定义的类，即申明类，看所调用的函数是否为虚函数；

　　2、如果不是虚函数，那么它就直接执行该函数。而如果有virtual关键字，也就是一个虚函数，那么这个时候它就不会立刻执行该函数了，而是转去检查对象的实例类。

　　3、在这个实例类里，他会检查这个实例类的定义中是否有重新实现该虚函数（通过override关键字），如果是有，那么OK，它就不会再找了，而马上执行该实例类中的这个重新实现的函数。而如果没有的话，系统就会不停地往上找实例类的父类，并对父类重复刚才在实例类里的检查，直到找到第一个重载了该虚函数的父类为止，然后执行该父类里重载后的函数。

　　知道这点，就可以理解下面代码的运行结果了：

using System;

namespace Zhisi.Net
{
    class A
    {
        public virtual void Func() // 注意virtual,表明这是一个虚拟函数
        {
            Console.WriteLine("Func In A");
        }
    }

    class B : A // 注意B是从A类继承,所以A是父类,B是子类
    {
        public override void Func() // 注意override ,表明重新实现了虚函数
        {
            Console.WriteLine("Func In B");
        }
    }

    class C : B // 注意C是从B类继承,所以B是父类,C是子类
    {
    }

    class D : A // A是父类,D是子类
    {
        public new void Func() // 注意new ，表明覆盖父类里的同名类，而不是重新实现
        {
            Console.WriteLine("Func In B");
        }
    }

    class program
    {
        static void Main()
        {
            A a;         // 定义一个a这个A类的对象.这个A就是a的申明类
            A b;         // 定义一个b这个A类的对象.这个A就是b的申明类
            A c;         // 定义一个c这个A类的对象.这个A就是b的申明类
            A d;         // 定义一个d这个A类的对象.这个A就是b的申明类

            a = new A(); // 实例化a对象,A是a的实例类
            b = new B(); // 实例化b对象,B是b的实例类
            c = new C(); // 实例化b对象,C是b的实例类
            d = new D(); // 实例化b对象,D是b的实例类

            a.Func();    // 执行a.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类A，就为本身 4.执行实例类A中的方法 5.输出结果 Func In A
            b.Func();    // 执行b.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类B，有重载的 4.执行实例类B中的方法 5.输出结果 Func In B
            c.Func();    // 执行c.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类C，无重载的 4.转去检查类C的父类B，有重载的 5.执行父类B中的Func方法 5.输出结果 Func In B
            d.Func();    // 执行d.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类D，无重载的（这个地方要注意了，虽然D里有实现Func()，但没有使用override关键字，所以不会被认为是重载） 4.转去检查类D的父类A，就为本身 5.执行父类A中的Func方法 5.输出结果 Func In A
            D d1 = new D();
            d1.Func(); // 执行D类里的Func()，输出结果 Func In D
            Console.ReadLine();
        }
    }
}