面向对象---类继承与多态

第四章面向对象---类继承与多态一. 继承基础知识为了提高软件模块的可复用性和可扩充性，以便提高软件的开发效率，我们总是希望能够利用前人或自己以前的开发成果，同时又希望在自己的开发过程中能够有足够的灵活性，不拘泥于复用的模块。

C#这种完全面向对象的程序设计语言提供了两个重要的特性--继承性inheritance 和多态性polymorphism。

继承是面向对象程序设计的主要特征之一，它可以让您重用代码，可以节省程序设计的时间。

继承就是在类之间建立一种相交关系，使得新定义的派生类的实例可以继承已有的基类的特征和能力，而且可以加入新的特性或者是修改已有的特性建立起类的新层次。

现实世界中的许多实体之间不是相互孤立的，它们往往具有共同的特征也存在内在的差别。

人们可以采用层次结构来描述这些实体之间的相似之处和不同之处。

图1 类图上图反映了交通工具类的派生关系。

最高层的实体往往具有最一般最普遍的特征，越下层的事物越具体，并且下层包含了上层的特征。

它们之间的关系是基类与派生类之间的关系。

为了用软件语言对现实世界中的层次结构进行模型化，面向对象的程序设计技术引入了继承的概念。

一个类从另一个类派生出来时，派生类从基类那里继承特性。

派生类也可以作为其它类的基类。

从一个基类派生出来的多层类形成了类的层次结构。

注意：C#中，派生类只能从一个类中继承。

这是因为，在C++中，人们在大多数情况下不需要一个从多个类中派生的类。

从多个基类中派生一个类这往往会带来许多问题，从而抵消了这种灵活性带来的优势。

C#中，派生类从它的直接基类中继承成员：方法、域、属性、事件、索引指示器。

除了构造函数和析构函数，派生类隐式地继承了直接基类的所有成员。

看下面示例：using System ;class Vehicle //定义交通工具(汽车)类{protected int wheels ; //公有成员：轮子个数protected float weight ; //保护成员：重量public Vehicle( ){;}public Vehicle(int w,float g){wheels = w ;weight = g ;}public void Speak( ){Console.WriteLine( "交通工具的轮子个数是可以变化的! " ) ;}} ;class Car:Vehicle //定义轿车类：从汽车类中继承{int passengers ; //私有成员：乘客数public Car(int w , float g , int p) : base(w, g){wheels = w ;weight = g ;passengers=p ;}}Vehicle 作为基类，体现了"汽车"这个实体具有的公共性质：汽车都有轮子和重量。

Car 类继承了Vehicle 的这些性质，并且添加了自身的特性：可以搭载乘客。

二、C#中的继承符合下列规则：1、继承是可传递的。

如果C从B中派生，B又从A中派生，那么C不仅继承了B中声明的成员，同样也继承了A中的成员。

Object 类作为所有类的基类。

2、派生类应当是对基类的扩展。

派生类可以添加新的成员，但不能除去已经继承的成员的定义。

3、构造函数和析构函数不能被继承。

除此以外的其它成员，不论对它们定义了怎样的访问方式，都能被继承。

基类中成员的访问方式只能决定派生类能否访问它们。

4、派生类如果定义了与继承而来的成员同名的新成员，就可以覆盖已继承的成员。

但这并不以为着派生类删除了这些成员，只是不能再访问这些成员。

5、类可以定义虚方法、虚属性以及虚索引指示器，它的派生类能够重载这些成员，从而实现类可以展示出多态性。

6、派生类只能从一个类中继承，可以通过接口实现多重继承。

下面的代码是一个子类继承父类的例子：using System ;public class ParentClass{public ParentClass( ){ Console.WriteLine("父类构造函数。

"); }public void print( ){ Console.WriteLine("I'm a Parent Class。

") ; }}public class ChildClass : ParentClasspublic ChildClass( ){ Console.WriteLine("子类构造函数。

") ; }public static void Main( ) {ChildClass child = new ChildClass( ) ;child.print( ) ;}}程序运行输出：父类构造函数。

子类构造函数。

I'm a Parent Class。

上面的一个类名为ParentClass，main函数中用到的类名为ChildClass。

要做的是创建一个使用父类ParentClass现有代码的子类ChildClass。

1．首先必须说明ParentClass是ChildClass的基类。

这是通过在ChildClass类中作出如下说明来完成的："public class ChildClass : ParentClass"。

在派生类标识符后面，用分号":" 来表明后面的标识符是基类。

C#仅支持单一继承。

因此，你只能指定一个基类。

2.ChildClass的功能几乎等同于ParentClass。

因此，也可以说ChildClass "就是" ParentClass。

在ChildClass 的Main( )方法中，调用print( ) 方法的结果，就验证这一点。

该子类并没有自己的print( )方法，它使用了ParentClass中的 print( )方法。

在输出结果中的第三行可以得到验证。

3.基类在派生类初始化之前自动进行初始化。

ParentClass 类的构造函数在ChildClass的构造函数之前执行。

三. 访问与隐藏基类成员(1) 访问基类成员●通过base 关键字访问基类的成员：●调用基类上已被其他方法重写的方法。

●指定创建派生类实例时应调用的基类构造函数。

●基类访问只能在构造函数、实例方法或实例属性访问器中进行。

●从静态方法中使用base 关键字是错误的。

示例:下面程序中基类Person 和派生类Employee 都有一个名为Getinfo 的方法。

通过使用base 关键字，可以从派生类中调用基类上的Getinfo 方法。

using System ;public class Person{protected string ssn = "111-222-333-444" ;protected string name = "张三" ;public virtual void GetInfo() {Console.WriteLine("姓名: {0}", name) ;Console.WriteLine("编号: {0}", ssn) ;}}class Employee: Personpublic string id = "ABC567EFG23267" ;public override void GetInfo() {// 调用基类的GetInfo方法:base.GetInfo();Console.WriteLine("成员ID: {0}", id) ;}}class TestClass {public static void Main() {Employee E = new Employee() ;E.GetInfo() ;}}程序运行输出：姓名: 张三编号: 111-222-333-444成员ID: ABC567EFG23267//默认情况下，派生类从其基类继承属性和方法。

如果继承的属性或方法需要在派生类中有不同的行为，则可以“重写”它，即可以在派生类中定义该属性或方法的新实现，这时，在基类中该属性或方法的声明必须用virtual关键字修饰。

virtual关键字用于指定属性或方法可以在派生类中重写，具有virtual关键字方法或属性被称作虚拟成员。

当实例方法声明包含override修饰符时，该方法为重写方法。

重写方法用相同的签名重写继承的虚拟方法。

示例：派生类同基类进行通信。

using System ;public class Parent{string parentString;public Parent( ){ Console.WriteLine("Parent Constructor.") ; }public Parent(string myString) {parentString = myString;Console.WriteLine(parentString) ;}public void print( ){ Console.WriteLine("I'm a Parent Class.") ; }}public class Child : Parent{public Child( ) : base("From Derived"){ Console.WriteLine("Child Constructor.") ; }public void print( ) {base.print( ) ;Console.WriteLine("I'm a Child Class.") ;}public static void Main( ) {Child child = new Child( ) ;child.print( ) ;((Parent)child).print( ) ;}}程序运行输出：From DerivedChild Constructor.I'm a Parent Class.I'm a Child Class.I'm a Parent Class.说明:1.派生类在初始化的过程中可以同基类进行通信。

上面代码演示了在子类的构造函数定义中是如何实现同基类通信的。

分号":"和关键字base用来调用带有相应参数的基类的构造函数。

输出结果中，第一行表明：基类的构造函数最先被调用，其实在参数是字符串"From Derived"。