C# 多态性

多态是同一个行为有多个不同表现形式或形态的能力。

多态性意味着有多重形式。面向对象编程范式中，多态性表现为"一个接口，多个功能"

多态性可以是静态的或动态的。静态多态性函数的响应在编译时发生。动态多态性函数的响应在运行时发生。

C# 每个类型都是多态的，因为包括用户定义类型在内的所有类型都继承自 Object

多态就是同一个接口，用不同的实例执行不同操作

如按下 F1 键这个动作

  • 在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档

  • 在 Word 下弹出的是 Word 帮助

  • 在 Windows 下弹出的是 Windows 帮助和支持

同一个事件发生在不同的对象上产生不同的结果

静态多态性

编译时，函数和对象的连接机制被称为早期绑定，也称为静态绑定。C# 提供两种技术实现静态多态性

  • 函数重载

  • 运算符重载

运算符重载将在下一章节讨论，接下来将讨论函数重载。

函数重载

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，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。

演示几个相同的函数 Add()，用于对不同个数参数进行相加处理

实例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
    public class TestData  
    {  
        public int Add(int a, int b, int c)  
        {  
            return a + b + c;  
        }  
        public int Add(int a, int b)  
        {  
            return a + b;  
        }  
    }  
    class Program  
    {  
        static void Main(string[] args)  
        {  
            TestData dataClass = new TestData();
            int add1 = dataClass.Add(1, 2);  
            int add2 = dataClass.Add(1, 2, 3);

            Console.WriteLine("add1 :" + add1);
            Console.WriteLine("add2 :" + add2);  
        }  
    }  
}

演示相同的函数 print()，用于打印不同的数据类型

实例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
   class Printdata
   {
      void print(int i)
      {
         Console.WriteLine("输出整型: {0}", i );
      }

      void print(double f)
      {
         Console.WriteLine("输出浮点型: {0}" , f);
      }

      void print(string s)
      {
         Console.WriteLine("输出字符串: {0}", s);
      }
      static void Main(string[] args)
      {
         Printdata p = new Printdata();
         // 调用 print 来打印整数
         p.print(1);
         // 调用 print 来打印浮点数
         p.print(1.23);
         // 调用 print 来打印字符串
         p.print("Hello facesoho");
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

产生下列结果

输出整型: 1
输出浮点型: 1.23
输出字符串: Hello facesoho

动态多态性

C# 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

抽象类的规则：

  • 不能创建抽象类的实例

  • 不能在一个抽象类外部声明抽象方法

  • 通过在类定义前面放置关键字 sealed，将类声明为密封类。当一个类被声明为 sealed 时，它不能被继承。

  • 抽象类不能被声明为 sealed。


实例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
   abstract class Shape
   {
       abstract public 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();
      }
   }
}

产生结果

Rectangle 类的面积：
面积： 70

当有定义在类中的函数需要在继承类中实现时，使用虚方法。

虚方法用关键字 virtual 声明

虚方法可在不同的继承类中有不同的实现

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

 Shape 基类，创建派生类 Circle、 Rectangle、Triangle
Shape 类提供名为 Draw 的虚拟方法，在每个派生类中重写该方法以绘制该类的指定形状。

实例

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Shape
{
    public int X { get; private set; }
    public int Y { get; private set; }
    public int Height { get; set; }
    public int Width { get; set; }
   
    // 虚方法
    public virtual void Draw()
    {
        Console.WriteLine("执行基类的画图任务");
    }
}

class Circle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画一个圆形");
        base.Draw();
    }
}
class Rectangle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画一个长方形");
        base.Draw();
    }
}
class Triangle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画一个三角形");
        base.Draw();
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建一个 List<Shape> 对象，并向该对象添加 Circle、Triangle 和 Rectangle
        var shapes = new List<Shape>
        {
            new Rectangle(),
            new Triangle(),
            new Circle()
        };

        // 使用 foreach 循环对该列表的派生类进行循环访问，并对其中的每个 Shape 对象调用 Draw 方法
        foreach (var shape in shapes)
        {
            shape.Draw();
        }

        Console.WriteLine("按下任意键退出。");
        Console.ReadKey();
    }

}

通过虚方法 area() 来计算不同形状图像的面积：

实例

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();
      }
   }
}

产生下列结果：

Rectangle 类的面积：
面积：70
Triangle 类的面积：
面积：25