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社区首页 >专栏 >c#多态性   静态多态性函数重载 动态多态性 虚方法:

c#多态性   静态多态性函数重载 动态多态性 虚方法:

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酱紫安
发布2020-07-24 17:28:03
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发布2020-07-24 17:28:03
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文章被收录于专栏:python学习路

C# 多态性

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,如图所示:

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
  • 运算符重载

运算符重载将在下一章节讨论,接下来我们将讨论函数重载。

函数重载

您可以在同一个范围内对相同的函数名有多个定义。函数的定义必须彼此不同,可以是参数列表中的参数类型不同,也可以是参数个数不同。不能重载只有返回类型不同的函数声明

下面的实例演示了几个相同的函数 Add(),用于对不同个数参数进行相加处理:

代码语言:javascript
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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace week2._1
{
    class TestData
    {
        
        public int Add(int a, int b, int c)
        {
            return a + b + c;
        }
        //函数重载
        public int Add(int a,int b)
        {
            return a + b;
        }
    }
    class Test
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TestData data = new TestData();
            int add1 = data.Add(1, 2, 3);
            int add2 = data.Add(1, 2);

            Console.WriteLine("三个值的和" + add1);
            Console.WriteLine("两个值的和" + add2);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果:

代码语言:javascript
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三个值的和6
两个值的和3

动态多态性

抽象类:

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。派生类具有更专业的功能。

请注意,下面是有关抽象类的一些规则:

  • 您不能创建一个抽象类的实例。
  • 您不能在一个抽象类外部声明一个抽象方法。
  • 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

下面的程序演示了一个抽象类:

代码语言:javascript
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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace week2._1
{
    abstract class Shape
    {
        abstract public int area();
    }
    class Rectangle : Shape
    {
        private int length;
        private int width;
        public Rectangle(int a = 0, int b = 0)
        {
            length = a;
            width = b;
        }
        public override int area()
        {
            Console.WriteLine("Rectangle 类的面积:");
            return (width * length);
        }
    }

    class RectangleTester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
            double a = r.area();
            Console.WriteLine("面积: {0}", a);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果:

代码语言:javascript
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Rectangle 类的面积:
面积: 70

虚方法:

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。

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。

代码语言:javascript
复制
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace week2._1
{
    public class Shape
    {
        public int X { get; private set; }
        public int Y { get; private set; }
        public int Width { get; set; }
        public int Height { get; set; }

        //虚方法
        public virtual void Draw()
        {
            Console.WriteLine("执行基类的画图方法");
        }
    }

    class Circle : Shape
    {
        public override void Draw()
        {
            Console.WriteLine("画一个圆形");
            base.Draw();
        }
    }

    class Rectangle : Shape
    {
        public override void Draw()
        {
            Console.WriteLine("画一个长方形");
            base.Draw();
        }
    }

    class Triangle : Shape
    {
        public override void Draw()
        {
            Console.WriteLine("画一个三角形");
            base.Draw();
        }
    }

    class Test
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //创建一个list<shape>对象,并往该对象添加circle、rectangle、triangle
            var shapes = new List<Shape>
            {
                new Circle(),
                new Rectangle(),
                new Triangle()
            };
            //使用foreach循环对该列表的派生类进行循环访问,并对每个shape调用draw方法
            foreach(var shape in shapes)
            {
                shape.Draw();
            }
            Console.WriteLine("按任意键退出");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果:

代码语言:javascript
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画一个圆形
执行基类的画图方法
画一个长方形
执行基类的画图方法
画一个三角形
执行基类的画图方法
按任意键退出

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。

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:

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。

抽象类和虚方法共同实现动态多态性。

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

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。

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。
  • 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。
  • 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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