第6章 继承、抽象类、多态及接口

Visual C#程序设计与项目实践
二、抽象类
1. 为什么使用抽象类
如果要开发一个图形编辑软件的，就会发现绘制图形包括圆、三 角形这样一些具体图形。这些图形是不同的，但这些图形又都属于形 状这样一个概念。形状这个图形是不存在的，形状就是一个抽象概念。 正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征 抽象概念的抽象类是不能够实例化的。
: base(age)
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一、继承简介
4. 虚方法和重写方法
在通常情况下，派生类继承基类的方法。在调用对象继承方法时， 调用和执行的是基类的实现。但有时需要对派生类中的继承方法有不 同的实现。假设动物类有“跑”的方法，兔子和马跑的是各不相同。 因此，同一方法需要有两种不同的实现，这就需要“重新编写”基类 中的方法。 “重写”基类方法就是修改其实现或者说在派生类中对基类方法进行 重新编写。虚方法和重写方法是对应的，在基类中使用关键字virtual 来修饰的方法就是虚方法。在派生类中对应的使用关键字override修 饰的同名方法就是重写方法。
void Todrive (); }
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五、 实训6.1――多重接口的实现
1. 属性模型需求描述
C#不允许多重类继承，但C#允许多重接口的实现，这意味着一个 类可以实现多个接口。例如作为一个司机，只需要知道是不是有驾驶 证，会不会开车。会开车并有驾驶证的就可以称为司机。学生和教师， 都继承自人的类，一类是教师，另一类是学生。如果教师考到了驾驶 证，可以称教师为司机。如果学生也考到了驾驶证，也可以称为司机。 那学生和教师都拥有了双重身份，这种双重身份就可以使用多重接口 的继承来实现。关系结构图如图6.2所示。
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一、 继承简介
1. 继承的应用
对于一类事务，在其所属的大类已经定义好的前提下，可以根据 所属的大类将其定义。而且不用具体描述其所属大类的特性。比如要 描述“学生”这个类，知道“学生”已经属于“人”这个类了，就不 用描述“学生”有两只眼睛、两只耳朵等，只需要描述学生本身特有 的属性，比如，上课、学习等。同样，在编程中也一样，继承遵循代 码重用的原则。教师和学生都是继承自人这个大类中，继承关系如图 6.1所示。
：base（向基类构造方法传递的实参列表）{}
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一、 继承简介
3. 调用基类构造方法
例如定义动物类（Animal）和猫类（Cat），其中动物类中包括年 龄（age）成员变量，和为年龄赋值的构造方法。猫类继承自动物类， 包括成员变量猫的昵称（petName）。在猫类中不用再定义年龄字段， 但是想初始化时为年龄赋值，就可以使用关键字base调用基类的构造 方法，代码如下所示： public Cat(int age,string petName)
图6.1 继承关系图
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一、 继承简介
2. 基类和派生类
继承是一个新类从已有类继承一些特性。从另一个角度看，已有 类也就是通常所说的基类或父类，产生出一个新类也就是所说的子类 的过程叫做派生。
把已有类作为基类，派生出的类为子类。例如下面的代码，类A作 为已有类，类B作为类A的派生类，而类C为类B的派生类。请看以下代 码示例：
C#的多态性主要体现在类的继承上：在派生类继承基类时，可能 出现同名方法定义的情况，所以在派生类中会将原方法覆盖，实现自 身的要求。
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四、 接口
C#中的接口是一种约定，实现该接口应该遵循该约定。通过前面 几章的学习，可以知道一个子类不仅可以继承父类的方法，而且可以 实现父类方法的功能。但是在C#中，一个类不允许从多个类中继承。 如果要完成某男性教师即继承男人类特性同时又继承教师类特性的话， 使用前面的类继承没有办法完成，这时可以把男人和教师的特性通过 接口实现被同时继承。实际上接口起到了多继承的作用。接口命名时 始终以字母I为首字母，即为接口英文单词（interface）的第一个字 母。如下代码所示定义一个司机的接口Idriver。 interface Idriver {
//定义接口
{
void Todrive();
//定义接口中的方法
}
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第6章 继承、抽象类、多态及接口
继承、抽象类、多态及接口，都是面向对象思想的重要组成部分。而 封装、继承和多态是面向对象的最为重要的特征。可以将封装、抽象类和 接口看作是完成继承和封装的一种手段。
重点内容：
•类的继承 •抽象类 •多态 •接口
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一、 继承简介
1. 继承的应用
继承是面向对象中不可或缺的一部分。在现实生活中，会遇到将 一类东西分为不同的子类的情况。比如，猪、羊、牛等动物都具有哺 乳动物的特征，可以说猪、牛、羊继承了哺乳动物的特性。这里的动 物继承关系和C#语言中的继承类似。
继承是允许重用现有类去创造一个新类的过程。分类的原则是： 一个类派生出来的子类具有这个类的所有公共属性。比如交通工具中 的汽车、汽车中有卡车、轿车等，都具有诸如车轮、发动机、方向盘 和可以行驶的属性。此外，子类还具有自身的特性。例如卡车提供装 货空间，轿车提供载人空间。所以轿车和卡车都可以称为是汽车的子 类。
class A{}
//声明类A
class B : A{}
//类B继承类A
class C : B{}
//类C继承类B
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一、对象，在.NET类库中，有许多类可以作 为基类，这些基类可以被其他类继承，以产生派生类。例如，当创建 一个应用程序时，在窗体设计器中显示的窗体就是一个派生类，这个 窗体就是Form的派生类，而代码窗口则是这个派生类的定义。在这个 类定义中，很多代码都是由集成开发环境自动生成的。而C#程序设计 者所要做的是在这个派生类定义中添加自己的代码，实现所需的功能。 派生类定义的语法格式如下： public class 派生类名称：基类名称{类体}
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一、 继承简介
3. 调用基类构造方法
base关键字用于从派生类中访问基类成员。即使基类的方法已在 派生类中重写，仍可以使用base关键字调用。在创建派生类的实例时， 可以使用base关键字调用基类的构造方法。使用base关键字只能访问 基类的构造方法、实例方法或实例属性，不能访问基类的静态方法。 向基类构造方法传递参数的格式如下： public派生类构造方法名称（形参列表）
public abstract 返回类型 方法名称（参数列表）; }
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二、抽象类
2. 声明抽象类
需要注意的是，抽象方法不是一般的空方法。在声明抽
象方法时，没有方法体，只有方法头，最后面是一个分号。
例如下面的代码，定义一个平面图形抽象类。
public abstract class PlaneGraphics
抽象类是解决问题的一种途径。抽象类是指，在基类中声明不包 含任何实现代码的方法，实际上就是一个不具有任何具体功能的方法。 这样做就是为了实现多态性。
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二、抽象类
2. 声明抽象类
一个抽象类必须用关键字abstract明确地声明。声明一个抽象类 非常简单，甚至不需要任何抽象方法。通过abstract的声明就等于告 诉子类在功能上是不完整的，所以不能创建其实例。声明抽象类的格 式如下所示。 public abstract class 类名称 {
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二、抽象类
在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，反之不 然，并不是所有的类都是用来描绘对象的。如果一个类中没有包含足 够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。例如，计算 平面图形面积不可能有具体实现的方法，只有计算具体某一平面图形 的方法。如矩形、圆、三角形的面积可以计算，而平面图形的面积无 法计算，因为其是抽象的。抽象类往往用来表示在对问题领域进行分 析、设计中得出的抽象概念，是对一系列看上去不同，但本质上相同 的具体概念的抽象。
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二、 抽象类
3. 实现抽象类
因为抽象类是不能产生实例的类，所以不能使用new关键字对其进 行实例化。要实现抽象类中的抽象方法，就必须在派生类中重载抽象方 法。特别要强调的是，抽象类的派生类必须无条件实现抽象方法。重载 抽象类方法必须使用override关键字。重载抽象方法的格式如下所示。
public override 返回类型 方法名称（参数列表） {} 方法名称与参数列表必须与抽象类中的抽象方法完全一致。
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三、 多态
多态是面向对象编程的重要特点之一。继承的多态性需要通过6.2 节介绍的抽象类、抽象方法以及虚方法来实现。在编程开发中，如果 派生类需要对基类中定义的方法增加其他功能，就可以在派生类中重 新定义原本继承自基类中的方法。可以这样理解多态，好比一个父亲 有多个儿子，每个儿子都继承了父亲皮肤白的特性，不过各个儿子高 矮胖瘦又各不相同，即有多种状态。
图6.2 用户类代码图
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六、实训6.1――多重接口的实现
2. 开发代码模型
本实训代码的解决方案名称为：MulInterface.sln，本程序通过 定义教师类和学生类分别继承多个接口，实现了教师类和学生类具有 了多个接口的功能。例如程序中定义的司机接口：
interface Idriver
//抽象类
{
protected float x;
//定义受保护的成员变量
protected float y;