多态性
继承的一个结果是派生于基类的类在方法和属性上有一定的重叠,因此,可以使用相同的语法处理从同一个基类实例化的对象。例如,如果基类 Animal
有一个 EatFood()
方法,则在其派生类 Cow
和 Chicken
中调用这个方法的语法是类似的:
Cow myCow = new Cow();
Chicken myChicken = new Chicken();
myCow.EatFood();
myChicken.EatFood();
多态性则更推进了一步。可以把某个派生类型的变量赋给基本类型的变量,例如:
Animal myAnimal = myCow;
不需要进行强制类型转换,就可以通过这个变量调用基类的方法:
myAnimal.EatFood();
结果是调用派生类中的 EatFood()
的实现代码。注意 ⚠️,不能以相同的方式调用派生类上定义的方法。下面的代码不能运行:
myAnimal.Moo(); ❌
但可以把基本类型的变量转换为派生类变量,调用派生类的方法,如下所示:
Cow myNewCow = (Cow)myAnimal;
myNewCow.Moo();
如果原始变量的类型不是 Cow
或派生于 Cow
的类型,这个强制类型转换就会引发一个异常。有许多方式说明对象的类型是什么,详见下一章。
在派生于同一个类的不同对象上执行任务时,多态性是一种极有效的技巧,其使用的代码最少。注意 ⚠️并不是只有共享同一个父类的类才能利用多态性。只要子类和孙子类在继承层次结构中有一个相同的类,它们就可以用同样的方式利用多态性。
还要注意,在C#中,所有类都派生于同一个类 object
,object
是继承层次结构中的根。所以可以把所有对象看成 object
类的实例。这就是在建立字符串时,Console.WriteLine()
可以处理无数多种参数组合的原因。第一个参数后面的每个参数都可以看成一个 object
实例,所以可以把人和对象的输出结果写到屏幕上。为此,需要调用 ToString()
( object
的一个成员)。我们可以重写这个方法,为自己的类提供合适的实现代码,或者使用默认实现代码,返回类名(根据它所在的名称空间,返回类的限定名称)。
接口的多态性
尽管不能像对象那样实例化接口,但可以建立接口类型的变量,然后就可以在支持该接口的对象上,使用这个变量来访问该接口提供的方法和属性。
例如,假定不使用基类 Animal
提供 EatFood()
方法,而是把该方法放在 IConsume
接口上。Cow
和 Chicken
类也支持这个接口,唯一的区别是它们必须提供 EatFood()
方法的实现代码(因为接口不包含实现代码),接着就可以使用下述代码访问该方法了:
Cow myCow = new Cow();
Chicken myChicken = new Chicken();
IConsume consumeInterface;
consumeInterface = myCow;
consumeInterface.EatFood();
consumeInterface = myChicken;
consumeInterface.EatFood();
这就提供了以相同方式访问多个对象的简单方式,且不依赖于一个公共的基类。例如,这个接口可以由派生于 Vegetable
而不是 Animal
的 VenusFlyTrap
类实现:
VenusFlyTrap myVenusFlyTrap = new VenusFlyTrip();
IConsum consumeInterface;
consumeInterface = myVenusFlyTrip;
consumeInterface.EatFood();
在这段代码中,调用 consumeInterface.EatFood()
的结果是调用 Cow
、Chicken
或 VenusFlyTrap
类的 EatFood()
方法,这取决于把哪个实例赋予接口类型的变量。
注意 ⚠️,派生类会继承其基类支持的接口。在上面的第一个示例中,要么是 Animal
支持 IConsume
,要么是 Cow
和 Chicken
支持 IConsume
。有共同基类的类不一定有共同的接口,反之亦凡。