C#中的封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性,它们是实现面向对象编程的基本原则。
封装是把数据和操作数据的方法封装在一起,使得数据可以被保护,不会被外部随意修改。C#中通过将成员变量声明为private来实现封装,只能通过公有方法来访问成员变量。
继承是子类从已有的父类中“复制”出新的子类,子类具有与父类相同的属性和方法,但也可以根据需要进行扩展。C#中使用关键字“class”来声明一个新的子类,并使用“:”来表明该子类从哪个已有的父类中复制而来。
多态是不同对象在相同情况下表达出不同行为的能力。C#中通过重写或重载方法来实现多态;重写是在子类中实例化一个新的方法覆盖原有方法;重载是在一个class中实例化多个相同名字但参数不同的方法。
public class Animal // 声明Animal 父 类 { public void Eat() // 声明Eat 方法 { Console.WriteLine("动物具有进食能力"); // 输出语句 } } public class Dog : Animal // 声明Dog 子 类 继承 Animal 父 类 { public void Eat() // 重写Eat 方法 { Console.WriteLine("狗狗喜欢吃骨头"); // 输出语句 } public void Bark() // 声明Bark 方法 { Console.WriteLine("狗狗会叫"); // 输出语句 } }
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:
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。
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 print(),用于打印不同的数据类型:
using System;
namespace PolymorphismApplication{
class Printdata{
void print(int i){
Console.WriteLine("Printing int: {0}", i );
}
void print(double f){
Console.WriteLine("Printing float: {0}" , f);
}
void print(string s){
Console.WriteLine("Printing string: {0}", s);
}
static void Main(string[] args){
Printdata p = new Printdata();
// 调用 print 来打印整数
p.print(5);
// 调用 print 来打印浮点数
p.print(500.263);
// 调用 print 来打印字符串
p.print("Hello C++");
Console.ReadKey();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Printing int: 5
Printing float: 500.263
Printing string: Hello C++
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:
下面的程序演示了一个抽象类:
using System;
namespace PolymorphismApplication{
abstract class Shape{
public abstract 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();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Rectangle 类的面积:
面积: 70
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。
下面的程序演示了这点:
using System;
namespace PolymorphismApplication{
class Shape {
protected int width, height;
public Shape( int a=0, int b=0){
width = a;
height = b;
}
public virtual int area(){
Console.WriteLine("父类的面积:");
return 0;
}
}
class Rectangle: Shape{
public Rectangle( int a=0, int b=0): base(a, b){}
public override int area (){
Console.WriteLine("Rectangle 类的面积:");
return (width * height);
}
}
class Triangle: Shape{
public Triangle(int a = 0, int b = 0): base(a, b){}
public override int area(){
Console.WriteLine("Triangle 类的面积:");
return (width * height / 2);
}
}
class Caller{
public void CallArea(Shape sh){
int a;
a = sh.area();
Console.WriteLine("面积: {0}", a);
}
}
class Tester{
static void Main(string[] args){
Caller c = new Caller();
Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
Triangle t = new Triangle(10, 5);
c.CallArea(r);
c.CallArea(t);
Console.ReadKey();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Rectangle 类的面积:
面积:70
Triangle 类的面积:
面积:25
抽象方法和虚方法的区别
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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