OOP的多型和繼承
在OOP中，繼承有如下的定義：
繼承是一種OOP的機制，用於派生繼承預定義的類
在這個繼承關係中，預定義的類是基類，新類是子類
繼承常常用於實現程式碼重用
繼承允許子類複用基類非private的的資料和方法
繼承的實現
建立一個Console工程，命名為InheritanceAndPolymorphism。新增ClassA、ClassB類，並複製下面的程式碼：
ClassA:
class ClassA
{
}
ClassB:
class ClassB
{
public int x = 100;
public void Display1()
{
Console.WriteLine("ClassB Display1");
}
public void Display2()
{
Console.WriteLine("ClassB Display2");
}
}
在Program.cs中，呼叫ClassA
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ClassA a = new ClassA();
a.Display1();
}
}
如果執行，肯定會報錯的。
Error:
'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' does not contain a definition for 'Display1' and no extension method 'Display1' accepting a first argument of type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' could be found
因為我們在ClassA中未定義Display1的方法。 下面我們重寫，使ClassA繼承自ClassB。
ClassA:
class ClassA:ClassB
{
}
ClassB:
class ClassB
{
public int x = 100;
public void Display1()
{
Console.WriteLine("ClassB Display1");
}
public void Display2()
{
Console.WriteLine("ClassB Display2");
}
}
再次執行，結果如下：
ClassB Display1
ClassA已經可以訪問其基類的Display1函式了，這個簡單的例項說明了繼承可複用基類的妙處。
再來看另外一個場景，假設ClassA也有一個Display1函式，簽名和其基類一樣的：
class ClassA:ClassB
{
public void Display1()
{
System.Console.WriteLine("ClassA Display1");
}
}
ClassB:
class ClassB
{
public int x = 100;
public void Display1()
{
Console.WriteLine("ClassB Display1");
}
public void Display2()
{
Console.WriteLine("ClassB Display2");
}
}
執行後結果如下：
ClassA Display1
看起來結果是對的，ClassA預設呼叫了自己的Display1函式，但是Visual Studio有一個警告：
Warning: '
InheritanceAndPolymorphism.ClassA.Display1()' hides inherited member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB.Display1()'. Use thenewkeyword if hiding was intended.
C#中對方法的呼叫首先是查詢ClassA自己中有無Display1函式，再查詢其基類有無Display1函式。在基類和子類出現同樣函式的情況現實專案中是存在的，可能是基類程式碼過於陳舊了，子類既想用同簽名的函式，又無法停止基類的同簽名函式，故會出現這樣的警告---儘管邏輯正確，但是這種設計還是有一些瑕疵的。
我們再試試在CalssA中透過base呼叫基類同名方法的情況：
ClassA:
class ClassA:ClassB
{
public void Display1()
{
Console.WriteLine("ClassA Display1");
base.Display1();
}
}
ClassB:
class ClassB
{
public int x = 100;
public void Display1()
{
Console.WriteLine("ClassB Display1");
}
public void Display2()
{
Console.WriteLine("ClassB Display2");
}
}
執行結果如下：
ClassA Display1
ClassB Display1
這個實驗說明C#提供了base關鍵詞，用於在繼承中子類呼叫基類的函式或者變數(非private型別)。
同樣的，在ClassA.Display1中呼叫其基類的Display2也是可以的，程式碼如下所示：
////// ClassB: acting as base class /// class ClassB { public int x = 100; public void Display1() { Console.WriteLine("ClassB Display1"); } public void Display2() { Console.WriteLine("ClassB Display2"); } } ////// ClassA: acting as derived class /// class ClassA : ClassB { public void Display1() { Console.WriteLine("ClassA Display1"); base.Display2(); } } ////// Program: used to execute the method. /// Contains Main method. /// class Program { static void Main(string[] args) { ClassA a = new ClassA(); a.Display1(); Console.ReadKey(); } }
執行結果如下：
ClassA Display1
ClassB Display2
那麼可否透過基類呼叫其子類的函式呢？
////// ClassB: acting as base class /// class ClassB { public int x = 100; public void Display1() { Console.WriteLine("ClassB Display1"); } } ////// ClassA: acting as derived class /// class ClassA : ClassB { public void Display2() { Console.WriteLine("ClassA Display2"); } } ////// Program: used to execute the method. /// Contains Main method. /// class Program { static void Main(string[] args) { ClassB b = new ClassB(); b.Display2(); Console.ReadKey(); } }
執行報錯：
Error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not contain a definition for 'Display2' and no extension method 'Display2' accepting a first argument of type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' could be found
原因是繼承無法實現逆向呼叫，既基類無法呼叫子類。
除了建構函式和解構函式，子類繼承了其基類的一些(包括private的成員變數和成員函式，只是無法訪問)。
在C#中，一個類預設繼承的是object型別，object是C#所有引用型別的基類；同時，繼承具有傳遞性，如ClassC繼承自ClassB，ClassB繼承自ClassA，則ClassC可完全複用ClassA的資料和函式---ClassC繼承了ClassA。
C#中所有的型別都可被繼承嗎？
public class ClassW : System.ValueType
{
}
public class ClassX : System.Enum
{
}
public class ClassY : System.Delegate
{
}
public class ClassZ : System.Array
{
}
執行結果：
'InheritanceAndPolymorphism.ClassW' cannot derive from special class 'System.ValueType'
'InheritanceAndPolymorphism.ClassX' cannot derive from special class 'System.Enum'
'InheritanceAndPolymorphism.ClassY' cannot derive from special class 'System.Delegate'
'InheritanceAndPolymorphism.ClassZ' cannot derive from special class 'System.Array'
執行的結果讓人抓狂
在C#中，自定義類無法繼承自C#內建的一些類，如System.ValueType, System.Enum, System.Delegate, System.Array, etc。
下面這個例子我們再看看C++中的多類繼承是否可在C#中實現：
public class ClassW
{
}
public class ClassX
{
}
public class ClassY : ClassW, ClassX
{
}
執行結果：
Compile time Error: Class 'InheritanceAndPolymorphism.ClassY' cannot have multiple base classes: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassW' and 'ClassX'.
執行結論是：C#僅支援單類繼承，不支援C++的這種星型繼承關係。 要使用星型繼承關係，請用介面實現。
那麼可否實現迴圈依賴繼承呢？
public class ClassW: ClassY
{
}
public class ClassX: ClassW
{
}
public class ClassY : ClassX
{
}
程式碼邏輯很簡單，ClassW繼承自ClassY，ClassX繼承自ClassW, ClassY繼承自ClassX。
但是編譯後報錯了：
Error: Circular base class dependency involving 'InheritanceAndPolymorphism.ClassX' and 'InheritanceAndPolymorphism.ClassW'.
我們得出一個結論，C#中不許環形依賴繼承。
例項物件的是否可賦值
ClassB:
public class ClassB
{
public int b = 100;
}
ClassA:
public class ClassA
{
public int a = 100;
}
Program.cs 程式碼如下
////// Program: used to execute the method. /// Contains Main method. /// public class Program { private static void Main(string[] args) { ClassB classB = new ClassB(); ClassA classA = new ClassA(); classA = classB; classB = classA; } }
我們嘗試判斷ClassA、ClassB的物件是否可賦值。
編譯的結果是：報錯了
Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB'
儘管ClassA和ClassB裡面的資料成員變數a資料一致，都為100，但是這裡用等號比較的是型別--引用地址，故無法進行賦值。
我們再來試試繼承關係的：
public class ClassB
{
public int b = 100;
}
public class ClassA:ClassB
{
public int a = 100;
}
///
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
///
public class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
ClassB classB = new ClassB();
ClassA classA = new ClassA();
classA = classB;
classB = classA;
}
}
ClassA繼承自ClassB，我們希望可以直接賦值其例項物件。
執行結果如下：
Error: Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'.
執行結論：C#中子類物件可直接賦值給基類物件，基類物件需要往下強轉。程式碼修改如下：
public class ClassB
{
public int b = 100;
}
public class ClassA:ClassB
{
public int a = 100;
}
///
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
///
public class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
ClassB classB = new ClassB();
ClassA classA = new ClassA();
classB=classA;
classA = (ClassA)classB;
}
}
這樣編譯就透過了。
如果ClassA不繼承自ClassB，則這種強轉在C#中是會報錯的：
Cannot convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB'
Cannot convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'
本節結論
無法阻止子類覆蓋基類同簽名方法
繼承關係是子類的同簽名方法先查詢，再查詢其基類的
base關鍵字被C#用於在子類中呼叫基類函式、變數
繼承關係不可逆轉
除了建構函式、解構函式，子類繼承了基類的一些
自定義類預設繼承自Object型別，但是C#的這些型別不能被繼承：
System.ValueType,System.Enum,System.Delegate,System.Array, etc.C#不支援從多類繼承
C#不支援迴圈繼承
子類物件可直接賦值給基類，反之需要強轉。
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