C#学习相关系列之abstract和virtual用法

本文详细介绍了C#中的抽象类、抽象方法、虚方法以及它们的用法、区别和应用场景,强调了面向接口编程的原则,以及override和new关键字在重写和隐藏基类方法中的应用。

一、abstract抽象类用法

1、抽象类的用途

        一个类设计的目的是用来被其他类继承的,它代表一类对象的所具有的公共属性或方法,那么这个类就应该设置为抽象类。

        抽象类是一种特殊的类,它不能被实例化,只能作为基类来派生出其它的具体类。抽象类使用abstract关键字来声明,其中可以包含抽象方法、虚方法、常规方法和属性。抽象类的主要作用是为其派生类提供一个通用的抽象基类。

        抽象方法是一种没有实现的方法,它只有定义并且声明,没有具体实现。抽象方法使用abstract关键字来声明,在抽象类中定义,而其具体实现必须在派生类中实现。抽象方法的主要作用是为其派生类提供一个统一的方法接口。

抽象类的使用场景:

  • 在类库中定义通用的抽象类作为基类,派生出具体的子类,可以提高代码的复用性,避免代码重复。
  • 在多态的环境下,使用抽象类和抽象方法定义统一的虚方法,可以让子类实现这些方法,减少繁琐的类型转换操作。
  • 抽象类和抽象方法的特点
  • 抽象类不能被实例化,只能用于派生具体类。
  • 抽象类可以包含抽象方法、虚方法、常规方法和属性。
  • 抽象方法必须在派生类中被实现,否则派生类也必须声明为抽象类。
  • 抽象方法必须被声明为public,因为派生类必须可以访问它。

2、抽象类的使用要求

  • abstract修饰符可用于类、方法、属性、索引和事件。
  • abstract修饰符用于简单地概括一个不完整的内容(摘要)。常用于基类,由派生类来继承实现基类的抽象属性和方法。
  • 抽象类是对具有相同行为和特征的抽象,抽象类中的成员不会指定具体细节,一般再其派生类中去实现具体内容。
  • 在普通类前加上abstract修饰符即可标注为抽象类。 如果一个普通类中对其成员使用了abstract修饰符,则该类必须修饰为抽象类。
  • 无法使用sealed修饰符来修改抽象类,因为两个修饰符的含义相反。sealed修饰符阻止类被继承,而abstract修饰符要求类被继承。
  • 继承抽象方法的派生类,必须实现override抽象类中的所有成员,用override重写来实现。
  • 抽象类无法被实例化,但可以让派生类实例化。
  • 抽象方法必须声明在抽象类中,声明抽象方法时,不能使用virtual、static、private修饰符。
  • 抽象方法声明不提供实际的声明,因此没有方法主体,和接口类似,和虚方法不一样。

3、抽象类和接口的区别

相同点:

1、不能实例化;

2、包含未实现的方法声明

3、派生类必须实现未实现的方法,抽象类是抽象方法,接口则是所有成员(不仅是方法包括其他成员)

不同点:

1、接口可以多继承,抽象类不能实现多继承

### C# 中 `abstract` `virtual` 关键字的区别及使用场景 #### 定义与特性 - **Virtual 方法**:可以在任意类中定义,具有具体的实现。派生类可以选择重写该方法,也可以继续使用基类的实现[^1]。 - **Abstract 方法**:必须定义在抽象类中,本身没有任何具体实现,强制要求派生类提供自己的实现[^2]。 #### 实现细节对比 | 特性 | Virtual 方法 | Abstract 方法 | |--------------------|-----------------------------------------------|-----------------------------------------| | 是否需要实现 | 提供默认实现 | 不允许提供实现 | | 存放位置 | 普通类或抽象类 | 必须位于抽象类 | | 强制子类覆盖 | 非强制 | 强制 | #### 示例代码比较 以下展示了两种关键字的实际应用差异: ```csharp using System; public class BaseClass { // Virtual method with default implementation public virtual void Display() { Console.WriteLine("Base Class Method"); } // Abstract method must be implemented by derived classes public abstract void Process(); } public class DerivedClass : BaseClass { // Override the virtual method public override void Display() { Console.WriteLine("Derived Class Overridden Method"); } // Implement the abstract method public override void Process() { Console.WriteLine("Processing in Derived Class..."); } } class Program { static void Main(string[] args) { BaseClass obj = new DerivedClass(); obj.Display(); // Calls overridden version from DerivedClass. obj.Process(); // Calls required implementation of abstract method. Console.ReadLine(); } } ``` #### 使用场景分析 - 当设计一个通用功能时,如果某些行为可能不需要改变或者已经有合理默认逻辑,则应采用虚拟函数(`virtual`);这样既提供了灵活性又保留了一定程度上的标准化处理流程[^1]。 - 若某个操作完全依赖于特定类型的内部状态而无法给出有意义的基础版本,并且期望所有继承者都重新定义此动作的话,则应该运用抽象成员(`abstract`)[^2]。 ---
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