C#的继承和多态

继承

继承是面向对象编程的一个重要特性，它允许一个类（子类）延续另一个类（父类）的特征（属性和方法），并且可以添加自己的个性化特征。继承的好处有：

• 代码复用，避免重复编写相同的代码
• 一处修改，处处更新，方便维护和扩展
• 实现多态，提高程序的灵活性和可读性

在 C# 中，使用 : 符号表示继承关系，例如：

public class Animal // 父类
{
    // 父类的属性和方法
}

public class Cat : Animal // 子类
{
    // 子类的属性和方法
}

在 C# 中，有以下几个特点和规则：

• 所有的类都隐式继承自 Object 类，这是所有类的基类
• 一个子类只能有一个父类，但一个父类可以有多个子类
• 继承具有传递性，如果 A 继承自 B，B 继承自 C，那么 A 就具有 B 和 C 的特征
• 子类可以访问父类的 public 和 protected 成员，但不能访问 private 成员
• 子类可以使用 base 关键字来调用父类的构造函数、属性或方法
• 子类可以使用 this 关键字来区分自己和父类的同名成员
• 父类可以使用 sealed 关键字来阻止被继承，例如 public sealed class Animal
• 子类可以使用 new 关键字来隐藏父类的非虚拟成员，例如 public new void Introduce()

多态

多态是指不同对象接收相同的消息时产生不同的行为。多态有两种实现方式：继承多态和接口多态。这里主要介绍继承多态。

继承多态是通过虚拟方法（virtual 方法）和重写方法（override 方法）来实现的。虚拟方法是在父类中声明并实现的方法，它可以被子类重写或直接使用。重写方法是在子类中对虚拟方法进行重新定义和实现的方法。

当子类重写了父类的虚拟方法时，即使将子类对象当作父类对象使用，也会调用子类的重写方法。这就实现了多态，即同一个方法在不同对象上表现出不同的行为。

以下是一个简单的例子：

public class Shape // 父类
{
    public virtual void Draw() // 虚拟方法
    {
        Console.WriteLine("Performing base class drawing tasks");
    }
}

public class Circle : Shape // 子类
{
    public override void Draw() // 重写方法
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
        base.Draw(); // 调用父类方法
    }
}

public class Rectangle : Shape // 子类
{
    public override void Draw() // 重写方法
    {
        Console.WriteLine("Drawing a rectangle");
        base.Draw(); // 调用父类方法
    }
}

// 测试代码

var shapes = new List<Shape> { new Circle(), new Rectangle() }; // 创建一个包含不同形状对象的列表

foreach (var shape in shapes) // 遍历列表中的每个对象
{
   shape.Draw(); // 调用对象的重写方法
}

/* 输出结果：
Drawing a circle
Performing base class drawing tasks
Drawing a rectangle
Performing base class drawing tasks
*/

从上面的例子可以看出，虽然列表中的每个对象都是 Shape 类型，但是调用 Draw 方法时，会根据对象的实际类型（Circle 或 Rectangle）来执行相应的重写方法。这就是多态的效果。

在 C# 中，有以下几个特点和规则：

• 只有父类中声明为 virtual 或 abstract 的方法才能被子类重写
• 子类中重写方法必须使用 override 关键字显式指示该方法将参与虚调用
• 字段不能是虚拟的，只有方法、属性、事件和索引器才可以是虚拟的
• 子类可以使用 base 关键字来调用父类的虚拟方法，例如 base.Draw()
• 子类可以使用 new 关键字来隐藏父类的虚拟方法，例如 public new void Draw()
• 子类可以使用 sealed 关键字来阻止被进一步重写，例如 public sealed override void Draw()

总结

本文介绍了 C# 的继承和多态的概念和用法，以及相关的关键字和规则。继承和多态是面向对象编程的核心特性，它们可以提高代码的复用性、灵活性和可读性。希望本文对你有所帮助。