深入浅出OOP（四）: 多态和继承(抽象类)

在本文中，我们讨论OOP中的热点之一：抽象类。抽象类在各个编程语言中概念是一致的，但是C#稍微有些不一样。本文中我们会通过代码来实现抽象类，并一一进行解析。

Abstract Classes

在微软的MSDN中，对抽象类有如下的定义：

用abstract 关键字可定义抽象类，要求其子类必须实现抽象类的函数、属性等。抽象类不可被实例化。抽象类提供了统一的定义，用于其不同子类直接共享数据、函数。 抽象类也可定义抽象函数。

Abstract Classes实战

在Visual Studio中添加Console程序，并命名为“InheritanceAndPolymorphism”，添加ClassA.cs，添加抽象类ClassA。

using System;

namespace InheritanceAndPolymorphism
{
    public abstract class ClassA
    {

    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassA classA = new ClassA();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

编译报错：

Compile time error: Cannot create an instance of the abstract class or interface 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'

结论：无法用new关键字来实例化一个抽象类。

Abstract Class的非抽象函数

给抽象类ClassA添加一些非抽象函数的代码：

    /// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassA classA = new ClassA();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译，依然报错。 抽象类无论是否有抽象、非抽象函数，均无法通过new关键字来实例化。

Abstract Class作为基类

我们把抽象类作为基类，添加ClassB—使之继承自ClassA。

    /// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译的结果：不再报错。

结论：一个类可以继承自abstract 修饰的抽象类，且可被new关键字初始化。

Abstract Class的非抽象函数声明

在ClassA中声明YYY函数--无函数体。

    /// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

        public void YYY();
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译，结果报错：

Compile time error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' must declare a body because it is not marked abstract, extern, or partial

结论是需要对YYY添加函数体，或者添加abstract的修饰符。

Abstract Class的抽象函数声明

在ClassA的YYY前，添加abstract修饰符。

/// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

       abstract public void YYY();
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译结果，报错：

Compiler error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not implement inherited abstract member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'

结论：我们在abstract 类中声明了一个abstract 的函数，但是并未在其子类ClassB中实现其内容；当使用new关键字初始化ClassB的时候则会报错----无法使用new关键字初始化一个abstract类。

子类继承实现抽象函数

在子类中添加YYY的实现。

/// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

       abstract public void YYY();
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        public void YYY()
        {
             
        }
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译结果，报错：

Compile time error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not implement inherited abstract member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' Compile time warning: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB.YYY()' hides inherited member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'.

结论：要使得子类继承基类的YYY函数，需要用到override关键字，然后才可以用new关键字实例化ClassB。

非抽象类的抽象函数

我们再看看这些代码：

/// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

       abstract public void YYY();
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        public override void YYY()
        {
             
        }
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译，结果报错：

Compiler error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' is abstract but it is contained in non-abstract class 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'

结果分析：声明abstract的函数，必须同时声明类为abstract。

        abstract 的函数不能同时添加static或virtual关键字。

抽象基类函数

/// <summary>
    /// Abstract class ClassA
    /// </summary>
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

       abstract public void YYY();
    }

    /// <summary>
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// </summary>
    public class ClassB:ClassA
    {
        public override void YYY()
        {
             base.YYY();
        }
    }

    /// <summary>
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// </summary>
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

编译，结果报错：

Compile time error : Cannot call an abstract base member: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'

结果分析：ClassB中无法使用base调用基类的abstract函数--因为其不存在。

最后一个问题，可否在抽象类中添加sealed关键字，结果是不可以。

抽象类不能添加sealed、static类修饰符的。

结论

通过下面几点，归纳一下本文的结论。

• 无法使用new来实例化abstract 抽象类
• abstract 抽象类可以有子类，其子类实现抽象方法后，可被new实例化对象
• 如声明了abstract 的函数，则必须声明abstract 的类
• 当override抽象基类，无法修改基类函数的签名
• abstract函数，无法同时添加static、virtual关键字
• abstract 类无法被声明为sealed、static类

原文链接：Diving in OOP (Day 4): Polymorphism and Inheritance (All About Abstract Classes in C#)