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C# 多態(tài)性

多態(tài)是同一個(gè)行為具有多個(gè)不同表現(xiàn)形式或形態(tài)的能力。

多態(tài)性意味著有多重形式。在面向?qū)ο缶幊谭妒街?，多態(tài)性往往表現(xiàn)為"一個(gè)接口，多個(gè)功能"。

多態(tài)性可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的。在靜態(tài)多態(tài)性中，函數(shù)的響應(yīng)是在編譯時(shí)發(fā)生的。在動(dòng)態(tài)多態(tài)性中，函數(shù)的響應(yīng)是在運(yùn)行時(shí)發(fā)生的。

在 C# 中，每個(gè)類型都是多態(tài)的，因?yàn)榘ㄓ脩舳x類型在內(nèi)的所有類型都繼承自 Object。

多態(tài)就是同一個(gè)接口，使用不同的實(shí)例而執(zhí)行不同操作，如圖所示：

現(xiàn)實(shí)中，比如我們按下 F1 鍵這個(gè)動(dòng)作：

  • 如果當(dāng)前在 Flash 界面下彈出的就是 AS 3 的幫助文檔；
  • 如果當(dāng)前在 Word 下彈出的就是 Word 幫助；
  • 在 Windows 下彈出的就是 Windows 幫助和支持。

同一個(gè)事件發(fā)生在不同的對(duì)象上會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。

靜態(tài)多態(tài)性

在編譯時(shí)，函數(shù)和對(duì)象的連接機(jī)制被稱為早期綁定，也被稱為靜態(tài)綁定。C# 提供了兩種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)性。分別為：

  • 函數(shù)重載
  • 運(yùn)算符重載

運(yùn)算符重載將在下一章節(jié)討論，接下來(lái)我們將討論函數(shù)重載。

函數(shù)重載

您可以在同一個(gè)范圍內(nèi)對(duì)相同的函數(shù)名有多個(gè)定義。函數(shù)的定義必須彼此不同，可以是參數(shù)列表中的參數(shù)類型不同，也可以是參數(shù)個(gè)數(shù)不同。不能重載只有返回類型不同的函數(shù)聲明。

下面的實(shí)例演示了幾個(gè)相同的函數(shù) Add()，用于對(duì)不同個(gè)數(shù)參數(shù)進(jìn)行相加處理：

實(shí)例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
? ? public class TestData ?
? ? { ?
? ? ? ? public int Add(int a, int b, int c) ?
? ? ? ? { ?
? ? ? ? ? ? return a + b + c; ?
? ? ? ? } ?
? ? ? ? public int Add(int a, int b) ?
? ? ? ? { ?
? ? ? ? ? ? return a + b; ?
? ? ? ? } ?
? ? } ?
? ? class Program ?
? ? { ?
? ? ? ? static void Main(string[] args) ?
? ? ? ? { ?
? ? ? ? ? ? TestData dataClass = new TestData();
? ? ? ? ? ? int add1 = dataClass.Add(1, 2); ?
? ? ? ? ? ? int add2 = dataClass.Add(1, 2, 3);

? ? ? ? ? ? Console.WriteLine("add1 :" + add1);
? ? ? ? ? ? Console.WriteLine("add2 :" + add2); ?
? ? ? ? } ?
? ? } ?
}

下面的實(shí)例演示了幾個(gè)相同的函數(shù) print()，用于打印不同的數(shù)據(jù)類型：

實(shí)例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
? ?class Printdata
? ?{
? ? ? void print(int i)
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("輸出整型: {0}", i );
? ? ? }

? ? ? void print(double f)
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("輸出浮點(diǎn)型: {0}" , f);
? ? ? }

? ? ? void print(string s)
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("輸出字符串: {0}", s);
? ? ? }
? ? ? static void Main(string[] args)
? ? ? {
? ? ? ? ?Printdata p = new Printdata();
? ? ? ? ?// 調(diào)用 print 來(lái)打印整數(shù)
? ? ? ? ?p.print(1);
? ? ? ? ?// 調(diào)用 print 來(lái)打印浮點(diǎn)數(shù)
? ? ? ? ?p.print(1.23);
? ? ? ? ?// 調(diào)用 print 來(lái)打印字符串
? ? ? ? ?p.print("Hello Runoob");
? ? ? ? ?Console.ReadKey();
? ? ? }
? ?}
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

輸出整型: 1
輸出浮點(diǎn)型: 1.23
輸出字符串: Hello Runoob

動(dòng)態(tài)多態(tài)性

C# 允許您使用關(guān)鍵字 abstract 創(chuàng)建抽象類，用于提供接口的部分類的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一個(gè)派生類繼承自該抽象類時(shí)，實(shí)現(xiàn)即完成。抽象類包含抽象方法，抽象方法可被派生類實(shí)現(xiàn)。派生類具有更專業(yè)的功能。

請(qǐng)注意，下面是有關(guān)抽象類的一些規(guī)則：

  • 您不能創(chuàng)建一個(gè)抽象類的實(shí)例。
  • 您不能在一個(gè)抽象類外部聲明一個(gè)抽象方法。
  • 通過(guò)在類定義前面放置關(guān)鍵字 sealed，可以將類聲明為密封類。當(dāng)一個(gè)類被聲明為 sealed 時(shí)，它不能被繼承。抽象類不能被聲明為 sealed。

下面的程序演示了一個(gè)抽象類：

實(shí)例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
? ?abstract class Shape
? ?{
? ? ? ?abstract public int area();
? ?}
? ?class Rectangle: ?Shape
? ?{
? ? ? private int length;
? ? ? private int width;
? ? ? public Rectangle( int a=0, int b=0)
? ? ? {
? ? ? ? ?length = a;
? ? ? ? ?width = b;
? ? ? }
? ? ? public override int area ()
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("Rectangle 類的面積：");
? ? ? ? ?return (width * length);
? ? ? }
? ?}

? ?class RectangleTester
? ?{
? ? ? static void Main(string[] args)
? ? ? {
? ? ? ? ?Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
? ? ? ? ?double a = r.area();
? ? ? ? ?Console.WriteLine("面積： {0}",a);
? ? ? ? ?Console.ReadKey();
? ? ? }
? ?}
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Rectangle 類的面積：
面積： 70

當(dāng)有一個(gè)定義在類中的函數(shù)需要在繼承類中實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以使用虛方法。

虛方法是使用關(guān)鍵字 virtual 聲明的。

虛方法可以在不同的繼承類中有不同的實(shí)現(xiàn)。

對(duì)虛方法的調(diào)用是在運(yùn)行時(shí)發(fā)生的。

動(dòng)態(tài)多態(tài)性是通過(guò) 抽象類 和 虛方法 實(shí)現(xiàn)的。

以下實(shí)例創(chuàng)建了 Shape 基類，并創(chuàng)建派生類 Circle、 Rectangle、Triangle， Shape 類提供一個(gè)名為 Draw 的虛擬方法，在每個(gè)派生類中重寫(xiě)該方法以繪制該類的指定形狀。

實(shí)例

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Shape
{
? ? public int X { get; private set; }
? ? public int Y { get; private set; }
? ? public int Height { get; set; }
? ? public int Width { get; set; }
? ?
? ? // 虛方法
? ? public virtual void Draw()
? ? {
? ? ? ? Console.WriteLine("執(zhí)行基類的畫(huà)圖任務(wù)");
? ? }
}

class Circle : Shape
{
? ? public override void Draw()
? ? {
? ? ? ? Console.WriteLine("畫(huà)一個(gè)圓形");
? ? ? ? base.Draw();
? ? }
}
class Rectangle : Shape
{
? ? public override void Draw()
? ? {
? ? ? ? Console.WriteLine("畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)方形");
? ? ? ? base.Draw();
? ? }
}
class Triangle : Shape
{
? ? public override void Draw()
? ? {
? ? ? ? Console.WriteLine("畫(huà)一個(gè)三角形");
? ? ? ? base.Draw();
? ? }
}

class Program
{
? ? static void Main(string[] args)
? ? {
? ? ? ? // 創(chuàng)建一個(gè) List<Shape> 對(duì)象，并向該對(duì)象添加 Circle、Triangle 和 Rectangle
? ? ? ? var shapes = new List<Shape>
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? new Rectangle(),
? ? ? ? ? ? new Triangle(),
? ? ? ? ? ? new Circle()
? ? ? ? };

? ? ? ? // 使用 foreach 循環(huán)對(duì)該列表的派生類進(jìn)行循環(huán)訪問(wèn)，并對(duì)其中的每個(gè) Shape 對(duì)象調(diào)用 Draw 方法
? ? ? ? foreach (var shape in shapes)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? shape.Draw();
? ? ? ? }

? ? ? ? Console.WriteLine("按下任意鍵退出。");
? ? ? ? Console.ReadKey();
? ? }

}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

畫(huà)一個(gè)長(zhǎng)方形
執(zhí)行基類的畫(huà)圖任務(wù)
畫(huà)一個(gè)三角形
執(zhí)行基類的畫(huà)圖任務(wù)
畫(huà)一個(gè)圓形
執(zhí)行基類的畫(huà)圖任務(wù)
按下任意鍵退出。

下面的程序演示通過(guò)虛方法 area() 來(lái)計(jì)算不同形狀圖像的面積：

實(shí)例

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
? ?class Shape
? ?{
? ? ? protected int width, height;
? ? ? public Shape( int a=0, int b=0)
? ? ? {
? ? ? ? ?width = a;
? ? ? ? ?height = b;
? ? ? }
? ? ? public virtual int area()
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("父類的面積：");
? ? ? ? ?return 0;
? ? ? }
? ?}
? ?class Rectangle: Shape
? ?{
? ? ? public Rectangle( int a=0, int b=0): base(a, b)
? ? ? {

? ? ? }
? ? ? public override int area ()
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("Rectangle 類的面積：");
? ? ? ? ?return (width * height);
? ? ? }
? ?}
? ?class Triangle: Shape
? ?{
? ? ? public Triangle(int a = 0, int b = 0): base(a, b)
? ? ? {
? ? ?
? ? ? }
? ? ? public override int area()
? ? ? {
? ? ? ? ?Console.WriteLine("Triangle 類的面積：");
? ? ? ? ?return (width * height / 2);
? ? ? }
? ?}
? ?class Caller
? ?{
? ? ? public void CallArea(Shape sh)
? ? ? {
? ? ? ? ?int a;
? ? ? ? ?a = sh.area();
? ? ? ? ?Console.WriteLine("面積： {0}", a);
? ? ? }
? ?} ?
? ?class Tester
? ?{
? ? ?
? ? ? static void Main(string[] args)
? ? ? {
? ? ? ? ?Caller c = new Caller();
? ? ? ? ?Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
? ? ? ? ?Triangle t = new Triangle(10, 5);
? ? ? ? ?c.CallArea(r);
? ? ? ? ?c.CallArea(t);
? ? ? ? ?Console.ReadKey();
? ? ? }
? ?}
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Rectangle 類的面積：
面積：70
Triangle 類的面積：
面積：25
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