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  • c#中的多态学习总结

    c#的多台方法,大体上和c++的类似,但是有点区别的,我这里刚刚初学,因此把重点记录下。

    多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
    多态性意味着有多重形式。在面向对象编程范式中,多态性往往表现为"一个接口,多个功能"。
    多态性可以是静态的或动态的。在静态多态性中,函数的响应是在编译时发生的。在动态多态性中,函数的响应是在运行时发生的。
    在C#中,每个类型都是多态的,因为包括用户定义类型在内的所有类型都继承自Object。

    多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作
    1、静态多态性
    在编译时,函数和对象的连接机制被称为早期绑定,也被称为静态绑定。C#提供了两种技术来实现静态多态性。分别为:
    函数重载和运算符重载,运算符重载后续讨论,这里讨论函数重载。英文是overload,和c++的基本类似。
    重载有一点是特别注意:不能通过返回值来重载,只能通过函数的参数进行重载。记得在侯捷的视频中,大师提到过,函数名是一样的,但是编译器其实已经做了标记,在底层函数名称是不一样。
    函数重载和c++类似,这里不细谈了。总之一点就通过函数参数来重载的。2、动态多态性
    2.1抽象类之abstract
    C#允许您使用关键字abstract创建抽象类,用于提供接口的部分类的实现。当一个派生类继承自该抽象类时,实现即完成。抽象类包含抽象方法,抽象方法可被派生类实现。派生类具有更具体的功能。
    c++也有抽象类,只要定义了纯虚函数的都成为抽象类,纯虚函数:virtual void area() = 0;     //定义纯虚函数,用来某形状计算面积而且不能实例化,只能被继承后,由派生类来实例化。
    c#中,也有类似的特性,并且也更加多的特性,有关抽象类的一些规则:
    a、您不能创建一个抽象类的实例。
    b、您不能在一个抽象类外部声明一个抽象方法。
    c、通过在类定义前面放置关键字sealed,可以将类声明为密封类。当一个类被声明为 sealed时,它不能被继承。抽象类不能被声明为 sealed。
    抽象类的实例:

    using System;
    namespace PolymorphismApplication
    {
       abstract class Shape        //abstract关键字来定义抽象类
       {
           abstract public int area();
       }
       class Rectangle:  Shape    //继承shape抽象类
       {
          private int length;
          private int width;
          public Rectangle( int a=0, int b=0)
          {
             length = a;
             width = b;
          }
          //public int area() //编译错误
          public override int area ()        //重新做派生类中实现area方法,但要是用override“重写”,否则编译错误
          { 
             Console.WriteLine("Rectangle 类的面积:");
             return (width * length); 
          }
       }
    
       class RectangleTester
       {
          static void Main(string[] args)
          {
             Rectangle r = new Rectangle(10, 7);        //派生类的实例化
             double a = r.area();                        //调用派生类的方法
             Console.WriteLine("面积: {0}",a);
             Console.ReadKey();
          }
       }
    }

    2.2虚方法之virtual
    当有一个定义在类中的函数需要在继承类中实现时,可以使用虚方法。虚方法是使用关键字 virtual声明的。虚方法可以在不同的继承类中有不同的实现。对虚方法的调用是在运行时发生的。
    c#的动态多态性是通过 抽象类 和 虚方法 实现的。
    以下实例创建了 Shape 基类,并创建派生类 Circle、 Rectangle、Triangle, Shape 类提供一个名为 Draw 的虚拟方法,在每个派生类中重写该方法以绘制该类的指定形状。
    虚方法的实例如下:

    #define OV      //宏定义一定要放在using前面
    /*如果注释掉上面的宏定义,那么程序输出的结果是:
    
     执行基类的画图任务
     执行基类的画图任务
     执行基类的画图任务
     说明,使用new的方法是错误的,与设想的功能偏离了。
     * 说白了,子类调用Draw()的使用是调用了基类的Draw().并没有实现多态的功能
     如果使用上面的宏定义
     输出是
    画一个长方形
    执行基类的画图任务
    画一个三角形
    执行基类的画图任务
    画一个圆形
    执行基类的画图任务
    请按任意键继续. . .
     这样就实现了多态。
     * 
     * 这里强调一次:
     * 在子类中用 override 重写父类中用 virtual 申明的虚方法时,
     * 实例化父类调用该方法,执行时调用的是子类中重写的方法;
    
        如果在子类中用 new 覆盖父类中用 virtual 申明的虚方法时,
     * 实例化父类调用该方法,执行时调用的是父类中的虚方法
     * 
     *  override是重写,即将基类的方法在派生类里直接抹去重新写,故而调用的方法就是子类方法;
     *  而new只是将基类的方法在派生类里隐藏起来,故而调用的仍旧是基类方法。
     */
    
    using System;
    using System.Collections.Generic;
    
    public class Shape
    {
        //四个语句没用到
        //public int X { get; private set; }
        //public int Y { get; private set; }
        //public int Height { get; set; }
        //public int Width { get; set; }
    
        // 虚方法
        public virtual void Draw()
        {
            Console.WriteLine("执行基类的画图任务");
        }
    }
    
    class Circle : Shape
    {
    #if (OV)
        public override void Draw()     //使用override重写
    #else
        public new void Draw()
    #endif
        {
            Console.WriteLine("画一个圆形");
            base.Draw();        //调用基类的放大,使用base
        }
    }
    class Rectangle : Shape
    {
    #if (OV)
        public override void Draw()     //使用override重写
    #else
        public new void Draw()
    #endif  
        {
            Console.WriteLine("画一个长方形");
            base.Draw();        //调用基类的放大,使用base
        }
    }
    class Triangle : Shape
    {
    #if (OV)
        public override void Draw()     //使用override重写
    #else
        public new void Draw()
    #endif
        {
            Console.WriteLine("画一个三角形");
            base.Draw();        //调用基类的放大,使用base
        }
    }
    
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 创建一个 List<Shape> 对象,并向该对象添加 Circle、Triangle 和 Rectangle
            var shapes = new List<Shape>
            {
                new Rectangle(),
                new Triangle(),
                new Circle()
            };
    
            // 使用 foreach 循环对该列表的派生类进行循环访问,并对其中的每个 Shape 对象调用 Draw 方法 
            foreach (var shape in shapes)
            {
                shape.Draw();
            }
    
            //Console.WriteLine("按下任意键退出。");
            //Console.ReadKey();
        }
    }

    在来一个实例:

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    
    namespace PolymorphismApplication
    {
        abstract class Shape        //抽象类
        {
            public abstract int area(); //抽象类的方法,抽象方法只能在抽象类中定义,如果不在抽象类中定义
        }
    
        class Rectangle : Shape     //继承抽象类
        {
            private int length;
            private int width;
            public Rectangle(int a = 0, int b = 0)
            {
                length = a;
                width = b;
            }
            public override int area()  //重写抽象类的方法
            {
                Console.WriteLine("计算长方形类的面积:");
                return (width * length);
            }
        }
    
        class triangle : Shape      //继承抽象类
        {
            private int baseLine;
            private int height;
            public triangle(int a = 0, int b = 0)
            {
                baseLine = a;
                height = b;
            }
            public override int area()  //重写抽象类的方法
            {
                Console.WriteLine("计算三角形类的面积:");
                return (2 * baseLine * height / 4);
            }
        }
    
        class RectangleTester
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                Rectangle r = new Rectangle(10, 7); //实例化长方形
                double a = r.area();    //计算长方形的面积
                triangle t = new triangle(10, 7);   //实例化三角形
                double b = t.area();    //计算三角形的面积
                Console.WriteLine("长方形面积: {0}, 三角形面积:{1}", a, b);
                //Console.ReadKey();
            }
        }
    }
    


    /*
     运行结果:
     计算长方形类的面积:
    计算三角形类的面积:
    长方形面积: 70, 三角形面积:35
    请按任意键继续. . .
     */
    3、总结:
    C# 多态性
    3.1、多态:一个接口多个功能。
    静态多态性:编译时发生函数响应(调用);
    动态多态性:运行时发生函数响应。
    静态绑定(早期绑定):编译时函数和对象的连接机制。两种技术实现静态多态性:函数重载/运算符重载。

    3.2、函数重载:在同一范围内对相同函数名有多个定义,可以是参数类型或参数个数的不同,但不许只有返回值类型不同。
    运算符重载,这个后续在讨论。

    3.3、关键字 abstract 声明抽象类:用于接口部分类的实现(派生类继承抽象类时,实现完成)。抽象类包含抽象方法,抽象方法可被派生类实现。
    抽象类规则:
    1.不能创建抽象类的实例
    2.不能在抽象类外定义抽象方法
    3.不能把抽象类声明为sealed(类前带关键字sealed代表该类是密封类,不能被继承)
    4.关键字virtual声明虚方法:用于方法在继承类中的实现(在不同的继承类中有不同的实现)。虚方法也可以被直接调用。
    抽象类和虚方法共同实现动态多态性。
    注:继承类中的重写虚函数需要声明关键字 override,在方法参数传入中写(类名 形参名)例如 public void CallArea(Shape sh),意思是传入一个 shape 类型的类。

    3.4、virtual 和 abstract区别
    virtual和abstract都是用来修饰父类的,通过覆盖父类的定义,让子类重新定义。
    1.virtual修饰的方法必须有实现(哪怕是仅仅添加一对大括号),而abstract修饰的方法一定不能实现。
    2.virtual可以被子类重写,而abstract必须被子类重写。
     3.如果类成员被abstract修饰,则该类前必须添加abstract,因为只有抽象类才可以有抽象方法。
    4.无法创建abstract类的实例,只能被继承无法实例化。
    5.虚方法也可以被直接调用

    3.5、重载和重写区别
    重载(overload)是提供了一种机制,相同函数名通过不同的返回值类型以及参数来表来区分的机制。重载在同一个作用域(一般指一个类)的两个或多个方法函数名相同,参数列表不同的方法叫做重载,它们有三个特点(俗称两必须一可以):
    a.方法名必须相同
    b.参数列表必须不相同
    c.返回值类型可以不相同

    重写(override)是用于重写基类的虚方法,这样在派生类中提供一个新的方法。
    子类中为满足自己的需要来重复定义某个方法的不同实现,需要用 override 关键字,被重写的方法必须是虚方法,用的是 virtual 关键字。它的特点是(三个相同):
    相同的方法名
    相同的参数列表
    相同的返回值
    3.6、抽象方法和虚方法的区别
    1.虚方法必须有实现部分,抽象方法没有提供实现部分,抽象方法是一种强制派生类覆盖的方法,否则派生类将不能被实例化。这个是特别需要注意的!
     2.抽象方法只能在抽象类中声明,虚方法不是。如果类包含抽象方法,那么该类也是抽象的,也必须声明类是抽象的。这一点好c++是一样的。
     3.抽象方法必须在派生类中重写,这一点和接口类似,虚方法不需要再派生类中重写。简单说,抽象方法是需要子类去实现的。虚方法是已经实现了的,可以被子类覆盖,也可以不覆盖,取决于需求。

    抽象方法和虚方法都可以供派生类重写。
     

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