c#中的多态

概念

多态是面向对象三大特性(封装、继承、多态)之一。是接口的不同实现方式,在uml中老师这样解释到:“通过继承


实现不同对象调用不同方法来实现不同的行为”。


例子

public class Animal
    {
        public virtual void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Animal eat");
        }
    }

    public class Cat : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Cat eat");
        }
    }

    public class Dog : Animal
    {
        public override void Eat()
        {
            Console.WriteLine("Dog eat");
        }
    }

    class Tester
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal[] animals = new Animal[3];

            animals[0] = new Animal();
            animals[1] = new Cat();
            animals[2] = new Dog();

            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                animals[i].Eat();
            }
        }
    }

结果


例子中,通过继承,使得Animal对象数组中的不同的对象,在调用Eat()方法时,表现出了不同的行为。


转载于:https://www.cnblogs.com/guziming/archive/2013/02/14/4232754.html

<think>多态是面向对象编程的三大特性之一(封装、继承、多态)。在C#中,多态允许不同类的对象对同一消息做出响应,即同一个方法在不同对象中有不同的实现。多态主要通过继承和接口实现,分为两种形式:编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)。 ### 1. 编译时多态(静态多态) 通过方法重载(overloading)实现。在同一个类中,多个方法具有相同的名称但不同的参数列表(类型、个数或顺序不同)。编译器在编译时根据传递的参数决定调用哪个方法。 示例代码: ```csharp public class Calculator { // 方法重载:两个整数相加 public int Add(int a, int b) { return a + b; } // 方法重载:三个整数相加 public int Add(int a, int b, int c) { return a + b + c; } // 方法重载:两个双精度浮点数相加 public double Add(double a, double b) { return a + b; } } ``` ### 2. 运行时多态(动态多态) 通过虚方法(virtual)和重写(override)实现,或者通过接口实现。在基类中声明虚方法,在派生类中重写该方法。程序在运行时根据对象的实际类型调用相应的方法。 示例代码: ```csharp public class Shape { public virtual void Draw() { Console.WriteLine("绘制一个形状"); } } public class Circle : Shape { public override void Draw() { Console.WriteLine("绘制一个圆形"); } } public class Rectangle : Shape { public override void Draw() { Console.WriteLine("绘制一个矩形"); } } public class Program { static void Main() { Shape[] shapes = new Shape[3]; shapes[0] = new Shape(); shapes[1] = new Circle(); shapes[2] = new Rectangle(); foreach (Shape shape in shapes) { shape.Draw(); // 运行时多态:根据实际对象类型调用相应的方法 } } } ``` 输出: ``` 绘制一个形状 绘制一个圆形 绘制一个矩形 ``` ### 3. 多态的作用 - **代码复用和扩展**:通过继承,子类可以复用父类的代码,并可以通过重写父类的方法来扩展或修改行为。 - **接口统一**:不同对象可以通过相同的接口(基类或接口)被操作,降低耦合度。 - **灵活性**:程序可以在运行时根据对象类型动态调用方法,使代码更灵活,易于维护和扩展。 - **可替换性**:子类对象可以替换父类对象,符合里氏替换原则(LSP)。 ### 4. 抽象类和接口实现多态 除了虚方法,还可以使用抽象类和接口实现多态。 #### 抽象类示例: ```csharp public abstract class Animal { public abstract void Speak(); // 抽象方法,必须被重写 } public class Dog : Animal { public override void Speak() { Console.WriteLine("汪汪!"); } } public class Cat : Animal { public override void Speak() { Console.WriteLine("喵喵!"); } } ``` #### 接口示例: ```csharp public interface ISpeak { void Speak(); } public class Dog : ISpeak { public void Speak() { Console.WriteLine("汪汪!"); } } public class Robot : ISpeak { public void Speak() { Console.WriteLine("你好!"); } } ``` ### 总结 C#中的多态使得代码更加模块化、可扩展和易于维护。通过方法重载实现编译时多态,通过虚方法、抽象类和接口实现运行时多态。 §§相关问题§§: 1. 什么是里氏替换原则(LSP)?它在多态中如何体现? 2. 在C#中,抽象类和接口在实现多态时有什么区别? 3. 如何通过委托(delegate)实现多态? 4. 请举例说明C#中方法隐藏(new关键字)与重写(override)的区别?</think>### C#多态的作用详解 多态(Polymorphism)是面向对象编程的四大基本原则之一(封装、抽象、继承、多态),在C#中主要通过继承、虚方法(`virtual`)、抽象方法(`abstract`)和方法重写(`override`)来实现。多态的核心作用是**允许不同类的对象对同一消息做出不同响应**。 #### 多态的主要作用: 1. **代码复用性**:通过基类定义通用接口,派生类实现具体行为 2. **系统扩展性**:新增功能时只需添加新类,无需修改现有代码 3. **接口统一**:不同对象可通过相同接口进行操作 4. **运行时绑定**:程序运行时根据对象类型决定调用哪个方法 #### 实现多态的关键技术: ```csharp // 基类定义 public abstract class Shape { // 虚方法 - 可被子类重写 public virtual void Draw() { Console.WriteLine("绘制基本图形"); } // 抽象方法 - 必须被子类实现 public abstract double CalculateArea(); // 普通方法 public void DisplayType() { Console.WriteLine("我是图形类"); } } // 派生类1 public class Circle : Shape { public double Radius { get; set; } // 重写虚方法 public override void Draw() { Console.WriteLine("绘制圆形,半径:" + Radius); } // 实现抽象方法 public override double CalculateArea() { return Math.PI * Radius * Radius; } } // 派生类2 public class Rectangle : Shape { public double Width { get; set; } public double Height { get; set; } public override void Draw() { Console.WriteLine($"绘制矩形:{Width}x{Height}"); } public override double CalculateArea() { return Width * Height; } // 方法隐藏(使用new关键字) public new void DisplayType() { Console.WriteLine("我是矩形类"); } } // 使用多态 public class Program { public static void Main() { // 创建不同形状的集合 List<Shape> shapes = new List<Shape> { new Circle { Radius = 5 }, new Rectangle { Width = 10, Height = 20 } }; foreach (var shape in shapes) { shape.Draw(); // 多态调用 Console.WriteLine("面积: " + shape.CalculateArea()); // 多态调用 // 调用隐藏方法(非多态) shape.DisplayType(); // 调用基类方法 ((Rectangle)shape).DisplayType(); // 调用子类方法(需要显式转换) } } } ``` #### 代码解释: 1. **虚方法(`virtual`)**: - 基类中使用`virtual`声明的方法 - 派生类可选择使用`override`重写或保持默认实现 - 示例中`Draw()`方法展示了运行时多态 2. **抽象方法(`abstract`)**: - 在抽象类中声明,没有实现 - 派生类必须使用`override`实现 - 示例中`CalculateArea()`强制子类提供具体实现 3. **方法隐藏(`new`)**: - 当派生类需要定义与基类同名但行为不同的方法时使用 - 不是真正的多态,只是隐藏基类方法 - 示例中`DisplayType()`展示了方法隐藏的效果 4. **多态调用**: - 通过基类引用调用派生类实现(如`shape.Draw()`) - 实际执行哪个方法由对象类型决定(运行时类型) #### 多态的实际应用场景: 1. **插件系统**:通过统一接口扩展功能 2. **GUI框架**:不同控件响应相同事件 3. **游戏开发**:不同实体实现相同行为接口 4. **数据处理**:统一处理不同数据源
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