c# 面相对象4-多态性

一、定义:

多态是面向对象程序设计的又一个特性。在面向过程的程序设计中,主要工作是编写一个个的过程或函数,这些过程和函数不能重名。例如在一个应用中,需要对数值型数据进行排序,还需要对字符型数据进行排序,虽然使用的排序方法相同,但要定义两个不同的过程(过程的名称也不同)来实现。

  在面向对象程序设计中,可以利用“重名”来提高程序的抽象度和简洁性。首先我们来理解实际的现象,例如,“启动”是所有交通工具都具有的操作,但是不同的具体交通工具,其“启动”操作的具体实现是不同的,如汽车的启动是“发动机点火——启动引擎”、“启动”轮船时要“起锚”、气球飞艇的“启动”是“充气——解缆”。如果不允许这些功能使用相同的名字,就必须分别定义“汽车启动”、“轮船启动”、“气球飞艇启动”多个方法。这样一来,用户在使用时需要记忆很多名字,继承的优势就荡然无存了。为了解决这个问题,在面向对象的程序设计中引入了多态的机制。

  多态是指一个程序中同名的不同方法共存的情况。主要通过子类对父类方法的覆盖来实现多态。这样一来,不同类的对象可以响应同名的方法来完成特定的功能,但其具体的实现方法却可以不同。例如同样的加法,把两个时间加在一起和把两个整数加在一起肯定完全不同。

  通过方法覆盖,子类可以重新实现父类的某些方法,使其具有自己的特征。例如对于车类的加速方法,其子类(如赛车)中可能增加了一些新的部件来改善提高加速性能,这时可以在赛车类中覆盖父类的加速方法。覆盖隐藏了父类的方法,使子类拥有自己的具体实现,更进一步表明了与父类相比,子类所具有的特殊性。

  多态性使语言具有灵活、抽象、行为共享的优势,很好地解决了应用程序函数同名问题。

二、实现的方法

      多态需要通过继承来实现。

三、分类

1、编译多态(重载overload)
 eg、 函数重载

重载(overload):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):

  • 方法名必须相同
  • 参数列表必须不相同
  • 返回值类型可以不相同

如:

 public void Sleep()
{
Console.WriteLine("Animal睡觉");
}
public int Sleep(int time)
{
Console.WriteLine("Animal{0}点睡觉", time);
return time;
}

2、运行多态(重写override)

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。
     如:父类中的定义:
    public virtual void EatFood()
    {
    Console.WriteLine("Animal吃东西");
    } 子类中的定义: public override void EatFood()
    {
    Console.WriteLine("Cat吃东西");
    //base.EatFood();
    }

    实现方式:

    父类引用指向子类
    例子:

     namespace mydemo1
    {
    class Ren
    {
    public virtual void Speak()//
    {
    }
    } class Ghost
    {
    public void Eat(Ren e)
    {
    e.Speak();
    Console.WriteLine("人类真好吃!");
    }
    } class China : Ren
    {
    public override void Speak()
    {
    Console.WriteLine("汉语");
    }
    } class Usa : Ren
    {
    public override void Speak()
    {
    Console.WriteLine("English");
    }
    } class Program
    {
    public static void Main(string[] args)
    {
    Ren a = new China();//父类的引用指向子类的实例
    Ren b = new Usa(); //a.Speak();
    //b.Speak(); Ghost g = new Ghost();
    China c = new China();
    Usa u = new Usa(); Random r = new Random();
    int a = r.Next(, ); if (a == )
    {
    g.Eat(c);//改eat()方法传入的参数要求是Ren类的引用,可以向里面传其子类及父类的元素,子类对象代替父类对象
    }
    else
    {
    g.Eat(u);
    } }
    }
    }

    3、虚方法

    :即为基类中定义的允许在派生类中重写的方法,使用virtual关键字定义。

    如:

       public virtual void EatFood()
    {
    Console.WriteLine("Animal吃东西");
    }

    注意虚方法也可以直接调用

      Animal a = new Animal();
    a.EatFood();

    运行结果:c# 面相对象4-多态性

  •  4、抽象方法:在基类中定义的并且必须在派生类中重写的方法,使用abstract关键字定义。如:
     public abstract class Biology
    {
    public abstract void Live();
    }
    public class Animal : Biology
    {
    public override void Live()
    {
    Console.WriteLine("Animal重写的抽象方法");
    //throw new NotImplementedException();
    }
    }

    注意:抽象方法只能在抽象类中定义,如果不在抽象类中定义,则会报出如下错误: c# 面相对象4-多态性

5、里氏代换原则和抽象依赖原则

里氏代换原则
如果某个方法接收的是父类引用,可以向里面传父类或其子类的元素,子类对象替代父类对象
例子:怪兽吃人

 class Guaishou
{
public void Eat(Ren r)
{
r.Jiao();
Console.WriteLine("人类真好吃");
}
} class Ren
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("说话");
} public virtual void Jiao()
{
Console.WriteLine("");
} } class American:Ren
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("Hello");
} public override void Jiao()
{
Console.WriteLine("SOS");
}
} class Chinese:Ren
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("你好");
}
public override void Jiao()
{
Console.WriteLine("救命");
} } class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//Ren a = new Chinese();
//a.Speak();
//a = new American();
//a.Speak(); Guaishou g = new Guaishou(); //Ren ren; Random r = new Random();
int a = r.Next(,); if(a==)
{
American ren= new American();
g.Eat(ren);
}
else
{
Chinese ren = new Chinese();
g.Eat(ren);
} }
}
}

抽象依赖原则

用父类的引用来指向子类的实例
例子:运行多态的例子

6、隐藏方法在派生类中定义的和基类中的某个方法同名的方法,使用new关键字定义。

如在基类Animal中有一方法Sleep():

    public void Sleep()
{
Console.WriteLine("Animal Sleep");
}

则在派生类Cat中定义隐藏方法的代码为:

 new public void Sleep()
{
Console.WriteLine("Cat Sleep");
}

或者为:

   public new void Sleep()
{
Console.WriteLine("Cat Sleep");
}

注意:(1)隐藏方法不但可以隐藏基类中的虚方法,而且也可以隐藏基类中的非虚方法。

           (2)隐藏方法中父类的实例调用父类的方法,子类的实例调用子类的方法。
           (3)和上一条对比:重写方法中子类的变量调用子类重写的方法,父类的变量要看这个父类引用的是子类的实例还是本身的实例,如果引用的是父类的实例那么调用基类的方法,如果引用的是派生类的实例则调用派生类的方法。
 
7、例题
 public abstract class Biology
{
public abstract void Live();
}
public class Animal : Biology
{
public override void Live()
{
Console.WriteLine("Animal重写的Live");
//throw new NotImplementedException();
}
public void Sleep()
{
Console.WriteLine("Animal Sleep");
}
public int Sleep(int time)
{
Console.WriteLine("Animal在{0}点Sleep", time);
return time;
}
public virtual void EatFood()
{
Console.WriteLine("Animal EatFood");
}
}
public class Cat : Animal
{
public override void EatFood()
{
Console.WriteLine("Cat EatFood");
//base.EatFood();
}
new public void Sleep()
{
Console.WriteLine("Cat Sleep");
}
//public new void Sleep()
//{
// Console.WriteLine("Cat Sleep");
//}
}
public class Dog : Animal
{
public override void EatFood()
{
Console.WriteLine("Dog EatFood");
//base.EatFood();
}
}

需要执行的代码:

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//Animal的实例
Animal a = new Animal();
//Animal的实例,引用派生类Cat对象
Animal ac = new Cat();
//Animal的实例,引用派生类Dog对象
Animal ad = new Dog();
//Cat的实例
Cat c = new Cat();
//Dog的实例
Dog d = new Dog();
//重载
a.Sleep();
a.Sleep();
//重写和虚方法
a.EatFood();
ac.EatFood();
ad.EatFood();
//抽象方法
a.Live();
//隐藏方法
a.Sleep();
ac.Sleep();
c.Sleep();
Console.ReadKey();
}
}
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