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深入浅出OOP(二): 多态和继承(继承)

葡萄城技术团队
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发布于 2015/04/14 10:08
字数 1462
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本文是深入浅出OOP第二篇,主要说说继承的话题。

 

继承的介绍

在OOP中,继承有如下的定义:

  • 继承是一种OOP的机制,用于派生继承预定义的类

  • 在这个继承关系中,预定义的类是基类,新类是子类

  • 继承常常用于实现代码重用

  • 继承允许子类复用基类非private的的数据和方法

继承的实现

创建一个Console工程,命名为InheritanceAndPolymorphism。添加ClassA、ClassB类,并拷贝下面的代码:

  x =

 

Program.cs中,调用ClassA

  Main(=

如果运行,肯定会报错的。

Error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' does not contain a definition for 'Display1' and no extension method 'Display1' accepting a first argument of type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' could be found

因为我们在ClassA中未定义Display1的方法。 下面我们重写,使ClassA继承自ClassB。

  x =

 

再次运行,结果如下:

ClassB Display1

ClassA已经可以访问其基类的Display1函数了,这个简单的实例说明了继承可复用基类的妙处,下面这张图以父子财产继承关系说明了继承的意义

image

 

再来看另外一个场景,假设ClassA也有一个Display1函数,签名和其基类一样的:

   x =

执行后结果如下:

ClassA Display1

看起来结果是对的,ClassA默认调用了自己的Display1函数,但是Visual Studio有一个警告:

Warning: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.Display1()' hides inherited member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB.Display1()'. Use the new keyword if hiding was intended.

C#中对方法的调用首先是查询ClassA自己中有无Display1函数,再查询其基类有无Display1函数。在基类和子类出现同样函数的情况现实项目中是存在的,可能是基类代码过于陈旧了,子类既想用同签名的函数,又无法停止基类的同签名函数,故会出现这样的警告---尽管逻辑正确,但是这种设计还是有一些瑕疵的。

 

我们再试试在CalssA中通过base调用基类同名方法的情况:

   x =

 

执行结果如下:

ClassA Display1

ClassB Display1

这个实验说明C#提供了base关键词,用于在继承中子类调用基类的函数或者变量(非private类型)。

 

image

 

同样的,在ClassA.Display1中调用其基类的Display2也是可以的,代码如下所示:

 
    
     x =    
     
      
     
      Main(=

 

执行结果如下:

ClassA Display1

ClassB Display2

 

那么可否通过基类调用其子类的函数呢?

 
    
     x =   
     
      
     
      Main(=

 

运行报错:

Error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not contain a definition for 'Display2' and no extension method 'Display2' accepting a first argument of type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' could be found

原因是继承无法实现逆向调用,既基类无法调用子类。

除了构造函数和析构函数,子类继承了其基类的一些(包括private的成员变量和成员函数,只是无法访问)。

在C#中,一个类默认继承的是object类型,object是C#所有引用类型的基类;同时,继承具有传递性,如ClassC继承自ClassB,ClassB继承自ClassA,则ClassC可完全复用ClassA的数据和函数---ClassC继承了ClassA。

C#中所有的类型都可被继承吗?

public class ClassW : System.ValueType
   {
   }   public class ClassX : System.Enum
   {
   }   public class ClassY : System.Delegate
   {
   }   public class ClassZ : System.Array
   {
   }

执行结果:

'InheritanceAndPolymorphism.ClassW' cannot derive from special class 'System.ValueType'

'InheritanceAndPolymorphism.ClassX' cannot derive from special class 'System.Enum'

'InheritanceAndPolymorphism.ClassY' cannot derive from special class 'System.Delegate'

'InheritanceAndPolymorphism.ClassZ' cannot derive from special class 'System.Array'

 

运行的结果让人抓狂

image

在C#中,自定义类无法继承自C#内置的一些类,如System.ValueType, System.Enum, System.Delegate, System.Array, etc。

 

下面这个例子我们再看看C++中的多类继承是否可在C#中实现:

    public class ClassW
    {
    }    public class ClassX
    {
    }    public class ClassY : ClassW, ClassX
    {
    }

执行结果:

Compile time Error: Class 'InheritanceAndPolymorphism.ClassY' cannot have multiple base classes: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassW' and 'ClassX'.

 

执行结论是:C#仅支持单类继承,不支持C++的这种星型继承关系。 要使用星型继承关系,请用接口实现。

 

那么可否实现循环依赖继承呢?

   public class ClassW: ClassY
    {
    }    public class ClassX: ClassW
    {
    }    public class ClassY :  ClassX
    {
    }

 

代码逻辑很简单,ClassW继承自ClassY,ClassX继承自ClassW, ClassY继承自ClassX。

但是编译后报错了:

Error: Circular base class dependency involving 'InheritanceAndPolymorphism.ClassX' and 'InheritanceAndPolymorphism.ClassW'.

image

 

我们得出一个结论,C#中不许环形依赖继承。

 

实例对象的是否可赋值

   b =    a =

 

Program.cs 代码如下

 
     
        Main(= = ==

 

我们尝试判断ClassA、ClassB的对象是否可赋值。

编译的结果是:报错了

Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB'

image

尽管ClassA和ClassB里面的数据成员变量a数据一致,都为100,但是这里用等号比较的是类型--引用地址,故无法进行赋值。

 

我们再来试试继承关系的:

   b =    a =  
     
        Main(= = ==

 

ClassA继承自ClassB,我们希望可以直接赋值其实例对象。

 

运行结果如下:

Error: Cannot implicitly convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'.

运行结论:C#中子类对象可直接赋值给基类对象,基类对象需要往下强转。代码修改如下:

   b =    a =  
     
        Main(= = ==

 

这样编译就通过了。

如果ClassA不继承自ClassB,则这种强转在C#中是会报错的:

Cannot convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB'

Cannot convert type 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' to 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'

 

 

本节结论

  • 无法阻止子类覆盖基类同签名方法

  • 继承关系是子类的同签名方法先查找,再查找其基类的

  • base关键字被C#用于在子类中调用基类函数、变量

  • 继承关系不可逆转

  • 除了构造函数、析构函数,子类继承了基类的一些

  • 自定义类默认继承自Object类型,但是C#的这些类型不能被继承:System.ValueType, System.Enum, System.Delegate, System.Array, etc.

  • C#不支持从多类继承

  • C#不支持循环继承

  • 子类对象可直接赋值给基类,反之需要强转

 

原文地址:Diving in OOP (Day 2): Polymorphism and Inheritance (Inheritance)

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