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深入浅出OOP(一): 多态和继承(早期绑定/编译时多态)

葡萄城技术团队
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发布于 2015/04/02 09:24
字数 1998
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在本系列中,我们以CodeProject上比较火的OOP系列博客为主,进行OOP深入浅出展现。

无论作为软件设计的高手、或者菜鸟,对于架构设计而言,均需要多次重构、取舍,以有利于整个软件项目的健康构建,有些经验是前辈总结的,我们拿来使用即可,有些是团队知识沉淀的,总之复用前人好的思想有利于减少返工。当然,在面试的时候,如果能围绕OOP大谈特谈,自然会加分多多的。

开始阅读本系列博客的预备知识,多态、封装、面向对象编程等,请通过MSDN学习。如下图的术语,您应该耳熟能详的。本系列文章使用C#作为唯一脚本语言。

image

OOP

1 是什么OOP,以及OOP的优势是什么?

OOP代表的是面向对象编程(Object-Oriented Programming),它基于对象的整体进行编程,取代了基于过程函数的编程思想。具体实现是围绕对象进行数据、函数封装,而不是基于逻辑关系。OOP中的对象直达的是一个特定的类型、或者某类型的实例对象、更多时候是一个class。每个class对象的结构基本相似,但是有各自特有的属性和数据值。对象之间可通过对外的接口进行访问:方法、属性等。基于OOP的这些优势,独立的对象可以修改而不会影响到其他对象,这样会比较方便的升级软件减少潜在的bug。软件系统随着时间的推移,会变得越来越大,OOP编程思想有效的提高了系统代码的可读性和管理性。

 

image

2 OOP的概念是什么?

下面用5个术语来说明OOP的具体概念是什么:

  • 数据抽象(Data Abstraction):数据抽象是对需要操作的物体进行建模的出发点,既对使用对象进行了抽象,隐藏了内部的细节(对使用的最终用户而言)。用户可以非常方便的使用class的方法、数据,而不用关心数据创建、运行逻辑的背后复杂的过程。我们以真实世界为例,当你骑一辆自行车的时候,不用考虑变速齿轮的原理如何驱动链条、车轮吧。

  • 继承(Inheritance):继承是OOP概念中最流行的一个概念。继承给程序员提供了可复用代码的优势。基类定义好函数逻辑,子类通过继承,可实现直接访问--就想子类自身的方法一样方便。

  • 数据封装(Data Encapsulation):对class的成员变量、成员函数通过访问控制符进行包装,则称为数据封装。访问控制符有public、Protected、Private、Internal 4种类型。

  • 多态(Polymorphism):对象可通过传递不同参数实现相同的动作,这种行为我们称之为多态。我们以真实世界为例,“开车”这个方法,对不同类型的用户要提供不同的参数实现多态,如Car.Drive(Man), Car.Drive(Woman)等。

  • 消息通信(Message Communication):消息通信意味着通过通过消息进行class函数的调用、执行。

 

3 多态(Polymorphism)

在本节,我们分别用代码片段来阐述各自类型的多态类型:函数重载、早期绑定、编译器的多态。

先创建一个console 工程,并命名为InheritanceAndPolymorphism,然后添加类Overload.cs,再添加DisplayOverload函数。

   DisplayOverload( +  DisplayOverload( +  DisplayOverload( a,  + a +

Program.cs添加如下代码:

  Main(= ,

 

运行程序,结果如下:

DisplayOverload 100
DisplayOverload method overloading    
DisplayOverload method overloading100

Overload类中的DisplayOverload提供了3类不同的重载函数:方法名相同,参数类型和个数不同。C#中的这种方式成为重载,既我们不需要为每类函数定义不同名字的函数,仅需要改变函数参数类型和个数即可实现,这个也成为函数签名。

用不同的返回值可以否? 我们试试下面的代码:

   DisplayOverload(){ }

肯定的结果是,Visual Studio会给予如下的报错信息:

Error: Type 'InheritanceAndPolymorphism.Overload' already defines a member called 'DisplayOverload' with the same parameter types

从上面的结果可知:返回值不作为多态函数签名。

 

我们再运行如下的代码:

  DisplayOverload(  DisplayOverload(  DisplayOverload( a){  }

 

结果依然是报错:

Error: Type 'InheritanceAndPolymorphism.Overload' already defines a member called 'DisplayOverload' with the same parameter types

结论:static的可见函数修饰符不作为重载签名。

 

运行下面的代码,试试out、ref可否作为重载签名。

  DisplayOverload(  DisplayOverload( =   DisplayOverload(  a) {   }

 

结果是如下的报错:

Error: Cannot define overloaded method 'DisplayOverload' because it differs from another method only on ref and out

结论:ref、out传递参数修饰符也不能作为重载签名。

 

4 多态中Params 参数的作用

一个函数可包含如下4种类型的参数传递:

  • 值传递 (pass by value)

  • 引用传递 (Pass by reference)

  • 作为output参数 (As an output parameter)

  • 使用参数数组 (Using parameter arrays)

 

我们运行如下代码:

  DisplayOverload( a,   Display(

 

不出意外,获得如下报错信息:

Error1: The parameter name 'a' is a duplicate

Error2: A local variable named 'a' cannot be declared in this scope because it would give a different meaning to 'a', which is already used in a 'parent or current' scope to denote something else

 

在相同的作用域中,参数名称必须是唯一的。

 

在Overload.cs文件中,添加如下代码:

   name =   name,   Display2(  x,  = = =

在Program.cs中添加如下代码:

  Main(=

运行结果如下:

Akhil
Akhil 1    
Akhil 2    
Akhil3

image

结论:我们通过ref引用传递了name的内存地址,故修改x、y的值相当于直接修改name的值,故结果运行如上。

 

下面这段代码演示了params关键字的作用:

在Overload.cs文件添加如下代码:

  , , , ,   DisplayOverload( a,   ( str +   +

在Program.cs文件添加如下代码:

  Main(=

运行结果如下:

Akhil 100
Mittal 100    
OOP 100    
Akhil 200

C#提供了params动态参数数组机制,非常方便的在运行时动态传递不同数量的同类型参数。

注:params关键词仅能作为函数的最后一个参数适用。

 

我们再试试params关键字的函数签名和非params关键字函数签名的优先级顺序:

  , , , ,   DisplayOverload( x,  + x +   +  DisplayOverload(

Program.cs文件添加如下代码:

  Main(=

运行结果如下:

parameterArray
The two integers 200 300    
parameterArray

从运行结果看,C#非常巧妙的进行非params函数的精准匹配优先,如1个int类型\3个int类型,则用params类型匹配;2个int类型,用明确定义的函数进行匹配。

 

5 结论

image

在本节中,我们进行OOP系列的第一篇,主要说明了编译器的多态,它也称为早期绑定或者方法重载。同时,我们也学习C#中威力强大的params关键字,并用它来实现多态。

本文要点归纳如下:

  • C#函数重载的签名规则是用参数的类型和数量判断,而不是函数的名字。

  • 函数返回值不作为重载签名。

  • 修饰符不作为签名的一部分,如static

  • 同函数中,多个参数名称要唯一

  • ref、out是引用传递,传递的是参数的内存地址

  • params 作为参数关键词,仅能用于函数的最后一个参数

 

原文地址:http://www.codeproject.com/Articles/771455/Diving-in-OOP-Day-Polymorphism-and-Inheritance-Ear

© 著作权归作者所有

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