重溫物件導向核心上

程式設計小紙條發表於2019-08-06

例項解讀物件導向核心,所有例子基於 C#,涉及我們實務中最常關心的問題:

1、封裝、繼承、多型;

2、抽象類、介面;

3、委託、事件。         

一、物件導向三大特性:封裝、繼承、多型

每個物件都包含它能進行操作的所有資訊(不必依賴其他物件),這個特性稱為封裝

封裝降低了耦合,類內部的實現可以自由的修改,使類具有清晰的對外介面。

 

物件的繼承代表了一種“一般到特殊”的關係,例如 學生(Student)是一種人類(Person)。

繼承定義了類如何相互關聯,共享特性。

繼承的工作方式是,定義父類和子類,或叫做基類與派生類,上面的例子中,可以讓 Student(子類)繼承 Person(父類)。

 

多型:表示不同的物件可以執行相同的動作,但要通過它們自己的實現程式碼執行。

這個文字理解比較抽象,具體說明見下面示例中講解:

例子分為 父類,子類,呼叫 三部分。

先建立個MVC專案OOPDemo,我們定義一個父類:抽象的圖形類(Shape), 子類 :矩形類 (Rectangle),在 HomeController 中 Index 方法中呼叫。

 

父類:

定義一個屬性Name 和方法 GetName, 將該成員宣告為虛擬的(virtual, 有方法體),除了欄位不能是虛擬的,屬性、事件和索引器都可以是虛擬的,通常虛擬的是方法, 子類通過 override來覆寫。

    public class Shape

    {

        public string Name { get; set; }

 

        public Shape(string name)

        {

            this.Name = name;

        }

 

        public virtual string GetName()

        {

            return "父類的圖形名: "+ Name;

        }

    }

 

子類繼承父類:

    public class Rectangle:Shape

    {

        public Rectangle(string name):base(name)

        { }

 

        public override string GetName()

        {

            return "子類的圖形名: " + Name;

        }

 

        public double Length { get; set; }

        public double Width { get; set; }

        public double GetArea()

        {

            double area = Length * Width;

            return area;

        }

    }

 

子類中關於繼承的說明:

1、子類擁有父類非private的屬性和功能

      子類擁有父類的 屬性Name,GetName()方法。

      * 構造方法有一些特殊,它不能被繼承,只能被呼叫(使用 base)。

        public Rectangle(string name):base(name)

        { }

 

2、子類具有自己的屬性和功能,即子類可以擴充套件父類沒有的屬性和功能。

      矩形有自己的 長、寬屬性,及計算面積的 GetArea 方法。

        public double Length { get; set; }

        public double Width { get; set; }

        public double GetArea()

        {

            double area = Length * Width;

            return area;

        }

 

3、子類可以以自己的方式實現父類的功能(方法重寫)

     通過override重寫

        public override string GetName()

        {

            return "子類的圖形名: " + Name;

        }

 

 

呼叫

在HomeController的Index方法中獲取名字。

        public IActionResult Index()

        {

            Shape rec1 = new Rectangle("正方形");

            ViewBag.Name = rec1.GetName();

            return View();

        }

 

前端通過ViewBag獲取Name

 

 

 

呼叫時關於多型的說明

1、子類以父類身份出現

      注意是以 Shape(父類) 而不是 Rectangle(子類) 來宣告的,然後用 Rectangle(子類)來例項化。(物件的宣告是父類,而不是子類,例項化的物件是子類)

           

 Shape rec1 = new Rectangle("正方形");

 

 

2、子類在工作時以自己的方式來實現(覆寫父類方法)

        public override string GetName()

        {

            return "子類的圖形名: " + Name;

        }

 

當方法被呼叫時,都只有位於物件繼承鏈最末端的方法會被呼叫。也就是說,虛方法是按照執行時型別而非編譯時型別進行動態繫結呼叫的。

 

3、子類以父類身份出現時,子類特有的屬性和方法不可使用

這些都是不能用的:

        public double Length { get; set; }

        public double Width { get; set; }

        public double GetArea()

        {

            double area = Length * Width;

            return area;

        }

 

例如 rec1.GetArea() ,這個是獲取不到的。

 

二、抽象類與介面

抽象類

回顧下我們的例子。

Shape實際上不會例項化,它只是抽象出一些共同的東西用來繼承。

抽象類通常代表一個抽象概念,它提供一個繼承的出發點,當設計一個新的抽象類時,一定是用來繼承的,所以,在一個以繼承關係形成的等級結構裡面,樹葉節點應當是具體類,而樹枝節點應該是抽象類。也就是說,具體類不是用來繼承的。

考慮把沒有任何意義的父類改成抽象類,讓抽象類擁有儘可能多的共同程式碼,擁有儘可能少的資料。

 

我們來修改一下例子。

將父類做如下方框處更改,其他的都不變。

 

 

我們將Shape改成了抽象類, public abstract class Shape {…}

將GetName刪除了方法體,改成了抽象方法 public abstract string GetName();

說明:

1、抽象類不能例項化

2、抽象方法是必須被子類重寫的方法(可以看成是沒有實現體的虛方法)

3、如果類中包含抽象方法,那麼類就必須被定義為抽象類,不論是否還包含其他一般方法。

 

介面

宣告介面的語法與宣告抽象類完全相同,但不允許提供介面中任何成員的執行方法。

實現介面的類就必須實現介面中所有的方法和屬性。

我們來定義一個介面:

    /// <summary>

    /// 定義各種各樣的面積演算法

    /// </summary>

    public interface ICal

    {

        string GetAreaAlgorithm();

    }

  

在Rectangle中繼承這個介面,並實現介面的方法

    public class Rectangle:Shape, ICal

    {

 

        // 此處省略其他程式碼xx行...

        // 實現介面 ICal 中的方法

        public string GetAreaAlgorithm()

        {

            return "矩形的面積演算法:長 × 寬";

        }

}

 

修改呼叫方法:

        public IActionResult Index()

        {

            Shape rec1 = new Rectangle("正方形");

            ViewBag.Name = rec1.GetName();

 

            ICal cal=  new Rectangle("正方形2");

            ViewBag.Cal = cal.GetAreaAlgorithm();

 

            return View();

        }

 

顯示結果:

 

 

三、總結:

1、類是對物件的抽象;抽象類是對類的抽象;介面是對行為的抽象

2、如果行為跨越不同物件,可使用介面

3、從設計角度看,抽象類是從子類中發現公共的東西,泛化出父類,而介面根本不知道子類的存在,方法如何實現還不確認,預先定義。

 

抽象類往往都是通過重構得來的,抽象類是自底向上抽象出來的,而介面是自頂向下設計出來的。

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