C#多态性

2023-08-12 13:54:58

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。

（一）静态多态性

C# 提供了两种技术来实现静态多态性：

函数重载
运算符重载

一、函数重载

函数重载：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。

//对函数Add重载
public int Add(int a, int b, int c)  
{  
    return a + b + c;  
}  
public int Add(int a, int b)  
{  
    return a + b;  
}

//对函数print重载
void print(int i)
{
   Console.WriteLine("输出整型: {0}", i );
}

void print(double f)
{
   Console.WriteLine("输出浮点型: {0}" , f);
}

void print(string s)
{
   Console.WriteLine("输出字符串: {0}", s);
}

二、运算符重载

普通运算符只能用于算术运算，而重载后的运算符可以用于类对象的运算。

可以重定义或重载 C# 中内置的运算符。因此，程序员也可以使用用户自定义类型的运算符。

重载运算符是具有特殊名称的函数，是通过关键字 operator 后跟运算符的符号来定义的。与其他函数一样，重载运算符有返回类型和参数列表。

1、运算符重载的实现

using System;

namespace OperatorOvlApplication
{
   class Box
   {
      private double length;      // 长度
      private double breadth;     // 宽度
      private double height;      // 高度

      public double getVolume()
      {
         return length * breadth * height;
      }
      public void setLength( double len )
      {
         length = len;
      }

      public void setBreadth( double bre )
      {
         breadth = bre;
      }

      public void setHeight( double hei )
      {
         height = hei;
      }
      // 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
      public static Box operator+ (Box b, Box c)
      {
         Box box = new Box();
         box.length = b.length + c.length;
         box.breadth = b.breadth + c.breadth;
         box.height = b.height + c.height;
         return box;
      }

   }

   class Tester
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Box Box1 = new Box();         // 声明 Box1，类型为 Box
         Box Box2 = new Box();         // 声明 Box2，类型为 Box
         Box Box3 = new Box();         // 声明 Box3，类型为 Box
         double volume = 0.0;          // 体积

         // Box1 详述
         Box1.setLength(6.0);
         Box1.setBreadth(7.0);
         Box1.setHeight(5.0);

         // Box2 详述
         Box2.setLength(12.0);
         Box2.setBreadth(13.0);
         Box2.setHeight(10.0);

         // Box1 的体积
         volume = Box1.getVolume();
         Console.WriteLine("Box1 的体积： {0}", volume);

         // Box2 的体积
         volume = Box2.getVolume();
         Console.WriteLine("Box2 的体积： {0}", volume);

         // 把两个对象相加
         Box3 = Box1 + Box2;

         // Box3 的体积
         volume = Box3.getVolume();
         Console.WriteLine("Box3 的体积： {0}", volume);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

2、可重载和不可重载的运算符

运算符	描述
+, -, !, ~, ++, --	这些一元运算符只有一个操作数，且可以被重载。
+, -, *, /, %	这些二元运算符带有两个操作数，且可以被重载。
==, !=, <, >, <=, >=	这些比较运算符可以被重载。
&&, \|\|	这些条件逻辑运算符不能被直接重载。
+=, -=, *=, /=, %=	这些赋值运算符不能被重载。
=, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof	这些运算符不能被重载。

// 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
    Box box = new Box();
    box.length = b.length + c.length;
    box.breadth = b.breadth + c.breadth;
    box.height = b.height + c.height;
    return box;
}

//重载 == 运算符     
public static bool operator == (Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length == rhs.length && lhs.height == rhs.height
       && lhs.breadth == rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

//重载 != 运算符  
public static bool operator !=(Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length != rhs.length || lhs.height != rhs.height
        || lhs.breadth != rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

//重载 < 运算符  
public static bool operator <(Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length < rhs.length && lhs.height
        < rhs.height && lhs.breadth < rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

//重载 > 运算符 
public static bool operator >(Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length > rhs.length && lhs.height
        > rhs.height && lhs.breadth > rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

//重载 <= 运算符 
public static bool operator <=(Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length <= rhs.length && lhs.height
        <= rhs.height && lhs.breadth <= rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

//重载 >= 运算符 
public static bool operator >=(Box lhs, Box rhs)
{
    bool status = false;
    if (lhs.length >= rhs.length && lhs.height
       >= rhs.height && lhs.breadth >= rhs.breadth)
    {
        status = true;
    }
    return status;
}

（二）动态多态性

抽象类
虚方法

一、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。

【注意】：

不能创建一个抽象类的实例。
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。

二、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。

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