C# 类型转换（向上转型，虚函数）

最新推荐文章于 2025-10-28 20:46:38 发布

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#c#

本文介绍了C#中的类型转换，重点讲解了向上转型的内存模型和合理性，强调了向下转型的错误以及条件。讨论了虚函数的概念，展示了如何实现多态，并解释了虚函数表的工作原理。最后，提到了as和is操作符在继承链中的应用。

1， C# 构造函数

当重写构造函数，则默认无参构造函数会失效，如下代码：

    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();//会报错！！！
        }
    }

    class A
    {
        public A(string name)
        {
            _name= name;
        }
        
        private string _name;
    }

如需要无参的构造函数存在，需重载一个无参数构造函数，如下代码：

    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            A a1 = new A();
            A a2 = new A("hello");
        }
    }

    class A
    {
        public A()
        {

        }

        public A(string name)
        {
            _name= name;
        }

        private string _name;
    }

A1继承中构造过程，如下代码：
1，将name通过base传给基类A的构造函数，进行基类A创建
2，调用A1的构造函数，进行派生类A1创建

当不写base时，派生类会找基类的无参构造函数，找不到会报错

    class A
    {
        public A(string name)
        {
            _name = name;
        }

        private string _name;
    }

    class A1 : A
    {
        public A1(string name, int score)
            : base(name)
        {
            _score = score;
        }

        private int _score;
    }

2， C# 类型转换

从内存模型角度，派生类引用转换成基类引用是合理的，因为派生类由基类成员和自己的成员组成，在内存中是可以指向其内存中的基类成员信息（向上转型），如下代码：

           static void Main(string[] args)
        {
            
            A a = new A("A");//a指向内存中的（实例a）

            A1 a1 = new A1("A1",12);//a1指向内存中的（实例a1）

            a = a1;//a放弃指向（实例a），转而指向（实例a1）中的基类部分

            a.Afunc();//a可以指向（实例a1）中的基类部分中的成员函数

            Console.WriteLine(a._name); //a可以指向（实例a1）中的基类部分中的成员变量

            Console.ReadKey();
        }
    }
    class A
    {
        public A(string name)
        {
            _name = name;
        }

        public void Afunc()
        { 

        }

        public string _name;
    }
    class A1 : A
    {
        public A1(string name, int score)
            : base(name)
        {
            _score = score;
        }

        public void A1func()
        {

        }

        public int _score;
    }

a = a1之后，a可以指向的信息如下图：
代码运行结果如下：Afunc没写内容所以内输出，a._name得到的（实例a1）中的_name值A1，如下图：

但是反过来，基类引用转换成派生类引用不合理，因为基类内存是无法额外产生组成派生类成员内存，这是错误的。（向下转型），如下图：

（编译期报错）
（运行期报错）

上面代码中，原本指向（实例a1）的a1引用现在需要指向（实例a），但是a1引用是A1派生类型，它是需指向派生类的成员比如：_score和A1func，但是现在指向的（实例a）中无法额外生成派生类的成员，所以转型错误

针对上一点，如果这个基类引用本身就是派生类转换过来的，它是可以继续回头再指向原来的派生类信息，如下代码：

3，虚函数

示例代码：

       class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();
            a.Show();

            a = new A1();
            a.Show();

            a = new A2();
            a.Show();

            Console.ReadKey();
        }
    }

    class A
    {
        public virtual void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA");
        }

        public int _a;
    }

    class A1 : A
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA1");
        }
        public int _a1;
    }

    class A2 : A
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA2");
        }

        public int _a2;
    }
}

运行结果如下 :
在这里插入图片描述
如上代码基类引用可以指向其派生类的成员函数了，形成多态。

不知道c#的虚函数多态机制是如何实现的，C++是利用虚函数表，所以下面就以c++的虚函数表机制解释下多态的形成

按照上文，我们知道基类的引用是无法找派生类的成员的，这里之所以可以找到派生类成员，是因为虚函数表的存在

示例代码如下：

class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();
            a.Show();
            a.Call();

            a = new A1();
            a.Show();
            a.Call();

            a = new A2();
            a.Show();
            a.Call();

            Console.ReadKey();
        }
    }

    class A
    {
        public virtual void Call()
        {
            Console.WriteLine("this is Callfunc of classA");
        }

        public virtual void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA");
        }

        public int _a;
    }

    class A1 : A
    {
        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA1");
        }

        public int _a1;
    }

    class A2 : A
    {
        public override void Call()
        {
            Console.WriteLine("this is Callfunc of classA2");
        }

        public override void Show()
        {
            Console.WriteLine("this is showfunc of classA2");
        }

        public int _a2;
    }