虚方法、重写方法和抽象方法[转载]

若一个实例方法的声明中含有 virtual 修饰符，则称该方法为虚方法 (virtual method)。若其中没有 virtual 修饰符，则称该方法为非虚方法 (non-virtual method)。

在调用一个虚方法时，该调用所涉及的那个实例的运行时类型 (runtime type) 确定了要被调用的究竟是该方法的哪一个实现。在非虚方法调用中，实例的编译时类型 (compile-time type) 是决定性因素。

虚方法可以在派生类中重写 (override)。当某个实例方法声明包括 override 修饰符时，该方法将重写所继承的具有相同签名的虚方法。虚方法声明用于引入新方法，而重写方法声明则用于使现有的继承虚方法专用化（通过提供该方法的新实现）。

抽象 (abstract) 方法是没有实现的虚方法。抽象方法使用 abstract 修饰符进行声明，并且只有在同样被声明为 abstract 的类中才允许出现。抽象方法必须在每个非抽象派生类中重写。

下面的示例声明一个抽象类 Expression，它表示一个表达式树节点；它有三个派生类 Constant、VariableReference 和 Operation，它们分别实现了常量、变量引用和算术运算的表达式树节点。

 

using System;
using System.Collections;

public abstract class Expression
{
public abstract double Evaluate(Hashtable vars);
}

public class Constant: Expression
{
double value;

public Constant(double value) {
this.value = value;
}

public override double Evaluate(Hashtable vars) {
return value;
}
}

public class VariableReference: Expression
{
string name;

public VariableReference(string name) {
this.name = name;
}

public override double Evaluate(Hashtable vars) {
object value = vars[name];
if (value == null) {
     throw new Exception("Unknown variable: " + name);
     }
return Convert.ToDouble(value);
}
}

public class Operation: Expression
{
Expression left;
char op;
Expression right;

public Operation(Expression left, char op, Expression right) {
this.left = left;
this.op = op;
this.right = right;
}

public override double Evaluate(Hashtable vars) {
double x = left.Evaluate(vars);
double y = right.Evaluate(vars);
switch (op) {
     case '+': return x + y;
     case '-': return x - y;
     case '*': return x * y;
     case '/': return x / y;
     }
throw new Exception("Unknown operator");
}
}

 

上面的四个类可用于为算术表达式建模。例如，使用这些类的实例，表达式 x + 3 可如下表示。

Expression e = new Operation(
new VariableReference("x"),
'+',
new Constant(3));

Expression 实例的 Evaluate 方法将被调用，以计算给定的表达式的值，从而产生一个 double 值。该方法接受一个包含变量名称（作为哈希表项的键）和值（作为项的值）的 Hashtable 作为参数。Evaluate 方法是一个虚抽象方法，意味着非抽象派生类必须重写该方法以提供具体的实现。

Constant 的 Evaluate 实现只是返回所存储的常量。VariableReference 的实现在哈希表中查找变量名称，并返回产生的值。Operation 的实现先对左操作数和右操作数求值（通过递归调用它们的 Evaluate 方法），然后执行给定的算术运算。

下面的程序使用 Expression 类，对于不同的 x 和 y 值，计算表达式 x * (y + 2) 的值。

using System;
using System.Collections;

class Test
{
static void Main() {

Expression e = new Operation(
     new VariableReference("x"),
     '*',
     new Operation(
     new VariableReference("y"),
     '+',
     new Constant(2)
     )
);

Hashtable vars = new Hashtable();

vars["x"] = 3;
vars["y"] = 5;
Console.WriteLine(e.Evaluate(vars)); // Outputs "21"

vars["x"] = 1.5;
vars["y"] = 9;
Console.WriteLine(e.Evaluate(vars)); // Outputs "16.5"
   }
}