C#面向对象核心（类 / 封装 / 继承 / 多态）之工业场景类设计（设备类 / 通信类）

本文结合工控场景讲解 C# 面向对象的核心概念（类 / 封装 / 继承 / 多态），并重点演示工业场景下的类设计（设备类、通信类），我会从工控实际应用出发，把抽象的面向对象概念落地到具体的工业编程场景中。

一、面向对象核心概念（工控视角解读）

先把四大核心概念翻译成工控工程师能理解的语言，再结合代码实现：

核心概念	工控视角解读	类比（工控场景）
类（Class）	设备 / 功能的 “模板”，定义设备有哪些属性（参数）和行为（方法）	PLC 的功能块（FB）、设备的技术手册（规定了参数和操作）
封装（Encapsulation）	隐藏设备内部细节，只暴露必要的操作接口，防止误操作	设备的操作面板（只给按钮 / 显示屏，内部电路不可见）
继承（Inheritance）	复用同类设备的通用属性 / 方法，只扩展特有功能	所有电机都有转速 / 启停（通用），伺服电机多了定位功能（特有）
多态（Polymorphism）	同一操作对不同设备有不同实现，适配多样化设备	同样是 “启动” 操作，电机启动是转起来，阀门启动是打开

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二、核心概念实战（工控场景代码实现）

1. 类（Class）—— 定义工业设备模板

核心逻辑：把工业设备的属性（参数）和行为（操作）封装成类，比如 “工业设备基类” 包含所有设备通用的属性（编号、状态）和方法（启停）。

using System;

// 工业设备基类（所有工业设备的通用模板）
public class IndustrialDevice
{
    // 通用属性（设备编号、运行状态、累计运行时长）
    public string DeviceId { get; set; } // 设备编号
    public byte Status { get; set; }    // 状态：0=停止，1=运行，2=故障
    public int RunHours { get; set; }   // 累计运行时长（小时）

    // 通用方法（启动、停止）
    public virtual void Start() // virtual标记为可被重写（为多态做准备）
    {
        if (Status == 2)
        {
            Console.WriteLine($"【{DeviceId}】设备故障，无法启动！");
            return;
        }
        Status = 1;
        Console.WriteLine($"【{DeviceId}】设备启动成功！");
    }

    public virtual void Stop()
    {
        Status = 0;
        Console.WriteLine($"【{DeviceId}】设备停止成功！");
    }

    // 显示设备状态（通用方法）
    public void ShowStatus()
    {
        string statusDesc = Status switch
        {
            0 => "停止",
            1 => "运行",
            2 => "故障",
            _ => "未知"
        };
        Console.WriteLine($"=== 设备【{DeviceId}】状态 ===");
        Console.WriteLine($"运行状态：{statusDesc}");
        Console.WriteLine($"累计运行时长：{RunHours} 小时");
    }
}

2. 封装（Encapsulation）—— 保护设备核心参数

核心逻辑：对关键参数（如电机额定转速）做私有封装，只通过方法 / 属性控制读写，防止非法赋值（比如转速超过额定值）。

// 电机类（继承自工业设备基类，增加