C# 繼承、多態性、抽象和接口詳解：從入門到精通详情 - 後端,c#,asp.net,程序員,服務器小萬哥日志

C# 繼承

在 C# 中，可以將字段和方法從一個類繼承到另一個類。我們將“繼承概念”分為兩類：

派生類（子類） - 從另一個類繼承的類
基類（父類） - 被繼承的類

要從一個類繼承，使用 : 符號。

在以下示例中，Car 類（子類）繼承了 Vehicle 類（父類）的字段和方法：

示例

class Vehicle  // 基類（父類）
{
  public string brand = "Ford";  // 車輛字段
  public void honk()             // 車輛方法
  {
    Console.WriteLine("Tuut, tuut!");
  }
}

class Car : Vehicle  // 派生類（子類）
{
  public string modelName = "Mustang";  // 汽車字段
}

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    // 創建一個 myCar 對象
    Car myCar = new Car();

    // 在 myCar 對象上調用 honk() 方法（來自 Vehicle 類）
    myCar.honk();

    // 顯示 brand 字段（來自 Vehicle 類）的值和 modelName 字段（來自 Car 類）的值
    Console.WriteLine(myCar.brand + " " + myCar.modelName);
  }
}

輸出

Tuut, tuut!
Ford Mustang

為什麼以及何時使用“繼承”？

它對於代碼重用非常有用：在創建新類時重用現有類的字段和方法

sealed 關鍵字

如果您不希望其他類從一個類繼承，請使用 sealed 關鍵字：

sealed class Vehicle 
{
  ...
}

class Car : Vehicle 
{
  ...
}

如果您嘗試訪問一個 sealed 類，C# 會生成一個錯誤：

'Car': cannot derive from sealed type 'Vehicle'

多態性和方法覆蓋

多態性意味着 "多種形態"，它發生在我們有許多通過繼承相互關聯的類時。繼承允許我們從另一個類繼承字段和方法。多態性使用這些方法來執行不同的任務。這允許我們以不同的方式執行單個動作。

例如，考慮一個名為 Animal 的基類，它有一個名為 animalSound() 的方法。Animal 的派生類可以是 Pigs、Cats、Dogs、Birds，它們也有自己的 animalSound() 方法實現（豬會叫，貓會喵喵叫等）。

示例：

class Animal  // 基類（父類）
{
  public virtual void animalSound() 
  {
    Console.WriteLine("動物發出聲音");
  }
}

class Pig : Animal  // 派生類（子類）
{
  public override void animalSound() 
  {
    Console.WriteLine("豬説：wee wee");
  }
}

class Dog : Animal  // 派生類（子類）
{
  public override void animalSound() 
  {
    Console.WriteLine("狗説：bow wow");
  }
}

現在我們可以創建 Pig 和 Dog 對象，並在它們兩個上調用 animalSound() 方法：

示例：

class Program 
{
  static void Main(string[] args) 
  {
    Animal myAnimal = new Animal();  // 創建一個 Animal 對象
    Animal myPig = new Pig();  // 創建一個 Pig 對象
    Animal myDog = new Dog();  // 創建一個 Dog 對象

    myAnimal.animalSound();
    myPig.animalSound();
    myDog.animalSound();
  }
}

輸出將為：

動物發出聲音
豬説：wee wee
狗説

C# 抽象

抽象類和方法

數據抽象是隱藏某些細節並僅向用户顯示基本信息的過程。

抽象可以通過抽象類或接口來實現。

abstract 關鍵字用於類和方法：

抽象類：是一個受限制的類，不能用於創建對象（要訪問它，必須從另一個類繼承）。
抽象方法：只能在抽象類中使用，並且沒有方法體。方法體由派生類（繼承自）提供。

抽象類可以同時包含抽象方法和常規方法：

abstract class Animal {
  public abstract void animalSound();
  public void sleep() {
    Console.WriteLine("Zzz");
  }
}

從上面的例子可以看出，無法創建 Animal 類的對象：

Animal myObj = new Animal(); // 將生成錯誤（無法創建抽象類或接口“Animal”的實例）

要訪問抽象類，必須從另一個類繼承它

例子

// 抽象類
abstract class Animal {
  // 抽象方法（沒有方法體）
  public abstract void animalSound();
  // 常規方法
  public void sleep() {
    Console.WriteLine("Zzz");
  }
}

// 派生類（繼承自 Animal）
class Pig : Animal {
  public override void animalSound() {
    // animalSound() 的方法體在這裏提供
    Console.WriteLine("The pig says: wee wee");
  }
}

class Program {
  static void Main(string[] args) {
    Pig myPig = new Pig(); // 創建一個 Pig 對象
    myPig.animalSound(); // 調用抽象方法
    myPig.sleep(); // 調用常規方法
  }
}

為什麼以及何時使用抽象類和方法？

為了實現安全性——隱藏某些細節，只顯示對象的重要細節。
注意：抽象也可以通過接口實現

C# Interface

接口是在 C# 中實現抽象的另一種方式。

接口是一個完全“抽象類”，它只能包含抽象方法和屬性（沒有實際的方法體）：

// 接口
interface Animal 
{
  void animalSound(); // 接口方法（沒有方法體）
  void run(); // 接口方法（沒有方法體）
}

通常，以字母 "I" 開頭是一種良好的實踐，因為這樣可以更容易地記住它是一個接口而不是一個類。

默認情況下，接口的成員是抽象和公共的。

注意：接口可以包含屬性和方法，但不能包含字段。

要訪問接口方法，接口必須由另一個類“實現”（有點像繼承）。要實現接口，請使用冒號符號（與繼承一樣）。接口方法的實際方法體由“實現”類提供。請注意，在實現接口時，不必使用 override 關鍵字：

// 接口
interface IAnimal 
{
  void animalSound(); // 接口方法（沒有方法體）
}

// Pig “實現”了 IAnimal 接口
class Pig : IAnimal 
{
  public void animalSound() 
  {
    // animalSound() 的方法體在這裏提供
    Console.WriteLine("豬説：嗚嗚");
  }
}

class Program 
{
  static void Main(string[] args) 
  {
    Pig myPig = new Pig();  // 創建一個 Pig 對象
    myPig.animalSound();
  }
}

接口的注意事項：

與抽象類一樣，接口不能用於創建對象（在上面的示例中，在 Program 類中不能創建“IAnimal”對象）。
接口方法沒有方法體 - 方法體由“實現”類提供。
在實現接口時，必須覆蓋其所有方法。
接口可以包含屬性和方法，但不能包含字段/變量。
接口成員默認是抽象和公共的。
接口不能包含構造函數（因為它不能用於創建對象）。

為什麼以及何時使用接口？
1) 為了實現安全性 - 隱藏對象的某些細節，僅顯示重要的細節（接口）。
2) C# 不支持“多繼承”（一個類只能繼承一個基類）。但是，可以通過接口實現多繼承，因為類可以實現多個接口。注意：要實現多個接口，請使用逗號分隔它們（見下面的示例）。