C＃教程 第九課:多態性

 

C ＃教程 第九課: 多態性本節課將介紹C#的多態性，其目的包括：
1.瞭解什麼是多態性
2.如何定義一個虛方法
3.如何重載一個虛方法
4.如何在程式中運用多態性
    物件導向程式設計中的另外一個重要概念是多態性。在運行時，可以通過指向基類的指標，來調用實現衍生類別中的方法。可以把一組對象放到一個數組中，然後調用它們的方法，在這種場合下，多態性作用就體現出來了，這些對象不必是相同類型的對象。當然，如果它們都繼承自某個類，你可以把這些衍生類別，都放到一個數組中。如果這些對象都有同名方法，就可以調用每個對象的同名方法。本節課將向你介紹如何完成這些事情。

1.清單9-1. 帶有虛方法的基類：DrawingObject.cs

 

using System; public class DrawingObject {    public virtual void Draw()     {       Console.WriteLine("I'm just a generic drawing object.");     } }

 

說明

清單9-1 定義了DrawingObject類。這是個可以讓其他對象繼承的基類。該類有一個名為Draw()的方法。Draw()方法帶有一個virtual修飾符，該修飾符表明：該基類的衍生類別可以重載該方法。DrawingObject類的 Draw()方法完成如下事情：輸出語句"I'm just a generic drawing object."到控制台。

2.清單9-2. 帶有重載方法的衍生類別：Line.cs, Circle.cs, and Square.cs

 

using System; public class Line : DrawingObject {     public override void Draw()       {          Console.WriteLine("I'm a Line.");       } } public class Circle : DrawingObject {       public override void Draw()        {            Console.WriteLine("I'm a Circle.");        } } public class Square : DrawingObject {       public override void Draw()         {             Console.WriteLine("I'm a Square.");         } }

 

說明

清單9-2定義了三個類。這三個類都派生自DrawingObject類。每個類都有一個同名Draw()方法，這些Draw()方法中的每一個都有一個重載修飾符。重載修飾符可讓該方法在運行時重載其基類的虛方法，實現這個功能的條件是：通過基類類型的指標變數來引用該類。

3.清單9-3. 實現多態性的程式：DrawDemo.cs

 

using System; public class DrawDemo {      public static int Main(string[] args)         {            DrawingObject[] dObj = new DrawingObject[4];            dObj[0] = new Line();            dObj[1] = new Circle();            dObj[2] = new Square();            dObj[3] = new DrawingObject();            foreach (DrawingObject drawObj in dObj)              {               drawObj.Draw();               }            return 0;         } }

 

說明

清單9-3示範了多態性的實現，該程式使用了在清單 9-1 和清單9-2中定義的類。在DrawDemo類中的Main()方法中，建立了一個數組， 數組元素是DrawingObject 類的對象。該數組名為dObj，是由四個DrawingObject類型的對象組成。

接下來， 初始化dObj數組， 由於Line， Circle和Square類都是DrawingObject類的衍生類別，所以這些類可以作為dObj數組元素的類型。如果C#沒有這種功能，你得為每個類建立一個數組。繼承的性質可以讓派生對象當作基類成員一樣用，這樣就節省了編程工作量。

一旦數組初始化之後，接著是執行foreach迴圈，尋找數組中的每個元素。在每次迴圈中， dObj 數組的每個元素（對象）調用其Draw()方法。多態性體現在：在運行時，各自調用每個對象的Draw()方法。儘管dObj 數組中的引用物件類型是DrawingObject，這並不影響衍生類別重載DrawingObject 類的虛方法Draw()。 在dObj 數組中，通過指向DrawingObject 基類的指標來調用衍生類別中的重載的Draw()方法。

輸出結果是：

I'm a Line. I'm a Circle. I'm a Square. I'm just a generic drawing object.

在DrawDemo 程式中，調用了每個衍生類別的重載的Draw()方法。 最後一行中，執行的是DrawingObject類的虛方法Draw()。這是因為運行到最後，數組的第四個元素是DrawingObject類的對象。

小結
現在對多態性有所瞭解之後，你可以在衍生類別中，實現一個重載基類虛方法的方法。虛方法和重載的衍生類別方法之間的關係就體現出C#的多態性。例題：在下面的例子裡
using System;
class A
{
    public A()
    {
        PrintFields();
    }
    public virtual void PrintFields() { }
}
class B : A
{
    int x = 1;
    int y;
    public B()
    {
        y = -1;
    }
    public override void PrintFields()
    {
        Console.WriteLine("x={0},y={1}", x, y);
    }
}

當使用new B()建立B的執行個體時，產生什麼輸出？
答：X=1,Y=0

正解：new B()建立B的執行個體——執行class B中的int x = 1;int y;——執行class B中的public B()——因為class B：A，所以執行class A中的public A()——執行public A()中的PrintFields()方法——因為PrintFields()方法被class B中的public override void PrintFields()重寫，所以輸出X=1,Y=0——繼續執行public B()，執行y=-1。