C# 继承、多态性、抽象和接口详解：从入门到精通

C# 继承

在 C# 中，可以将字段和方法从一个类继承到另一个类。我们将“继承概念”分为两类：

• 派生类（子类） - 从另一个类继承的类
• 基类（父类） - 被继承的类

要从一个类继承，使用 : 符号。

在以下示例中，Car 类（子类）继承了 Vehicle 类（父类）的字段和方法：

示例

1class Vehicle  // 基类（父类）
2{
3  public string brand = "Ford";  // 车辆字段
4  public void honk()             // 车辆方法
5  {
6    Console.WriteLine("Tuut, tuut!");
7  }
8}
9
10class Car : Vehicle  // 派生类（子类）
11{
12  public string modelName = "Mustang";  // 汽车字段
13}
14
15class Program
16{
17  static void Main(string[] args)
18  {
19    // 创建一个 myCar 对象
20    Car myCar = new Car();
21
22    // 在 myCar 对象上调用 honk() 方法（来自 Vehicle 类）
23    myCar.honk();
24
25    // 显示 brand 字段（来自 Vehicle 类）的值和 modelName 字段（来自 Car 类）的值
26    Console.WriteLine(myCar.brand + " " + myCar.modelName);
27  }
28}

输出

1Tuut, tuut!
2Ford Mustang

为什么以及何时使用“继承”？

• 它对于代码重用非常有用：在创建新类时重用现有类的字段和方法

sealed 关键字

如果您不希望其他类从一个类继承，请使用 sealed 关键字：

1sealed class Vehicle 
2{
3  ...
4}
5
6class Car : Vehicle 
7{
8  ...
9}

如果您尝试访问一个 sealed 类，C# 会生成一个错误：

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

多态性和方法覆盖

多态性意味着 "多种形态"，它发生在我们有许多通过继承相互关联的类时。继承允许我们从另一个类继承字段和方法。多态性使用这些方法来执行不同的任务。这允许我们以不同的方式执行单个动作。

例如，考虑一个名为 Animal 的基类，它有一个名为 animalSound() 的方法。Animal 的派生类可以是 Pigs、Cats、Dogs、Birds，它们也有自己的 animalSound() 方法实现（猪会叫，猫会喵喵叫等）。

示例：

1class Animal  // 基类（父类）
2{
3  public virtual void animalSound() 
4  {
5    Console.WriteLine("动物发出声音");
6  }
7}
8
9class Pig : Animal  // 派生类（子类）
10{
11  public override void animalSound() 
12  {
13    Console.WriteLine("猪说：wee wee");
14  }
15}
16
17class Dog : Animal  // 派生类（子类）
18{
19  public override void animalSound() 
20  {
21    Console.WriteLine("狗说：bow wow");
22  }
23}

现在我们可以创建 Pig 和 Dog 对象，并在它们两个上调用 animalSound() 方法：

示例：

1class Program 
2{
3  static void Main(string[] args) 
4  {
5    Animal myAnimal = new Animal();  // 创建一个 Animal 对象
6    Animal myPig = new Pig();  // 创建一个 Pig 对象
7    Animal myDog = new Dog();  // 创建一个 Dog 对象
8
9    myAnimal.animalSound();
10    myPig.animalSound();
11    myDog.animalSound();
12  }
13}

输出将为：

1动物发出声音
2猪说：wee wee
3狗说

C# 抽象

抽象类和方法

数据抽象是隐藏某些细节并仅向用户显示基本信息的过程。

抽象可以通过抽象类或接口来实现。

abstract 关键字用于类和方法：

• 抽象类：是一个受限制的类，不能用于创建对象（要访问它，必须从另一个类继承）。
• 抽象方法：只能在抽象类中使用，并且没有方法体。方法体由派生类（继承自）提供。

抽象类可以同时包含抽象方法和常规方法：

1abstract class Animal {
2  public abstract void animalSound();
3  public void sleep() {
4    Console.WriteLine("Zzz");
5  }
6}

从上面的例子可以看出，无法创建 Animal 类的对象：

1Animal myObj = new Animal(); // 将生成错误（无法创建抽象类或接口“Animal”的实例）

要访问抽象类，必须从另一个类继承它

例子

1// 抽象类
2abstract class Animal {
3  // 抽象方法（没有方法体）
4  public abstract void animalSound();
5  // 常规方法
6  public void sleep() {
7    Console.WriteLine("Zzz");
8  }
9}
10
11// 派生类（继承自 Animal）
12class Pig : Animal {
13  public override void animalSound() {
14    // animalSound() 的方法体在这里提供
15    Console.WriteLine("The pig says: wee wee");
16  }
17}
18
19class Program {
20  static void Main(string[] args) {
21    Pig myPig = new Pig(); // 创建一个 Pig 对象
22    myPig.animalSound(); // 调用抽象方法
23    myPig.sleep(); // 调用常规方法
24  }
25}

为什么以及何时使用抽象类和方法？

• 为了实现安全性——隐藏某些细节，只显示对象的重要细节。
• 注意：抽象也可以通过接口实现

C# Interface

接口是在 C# 中实现抽象的另一种方式。

接口是一个完全“抽象类”，它只能包含抽象方法和属性（没有实际的方法体）：

1// 接口
2interface Animal 
3{
4  void animalSound(); // 接口方法（没有方法体）
5  void run(); // 接口方法（没有方法体）
6}

通常，以字母 "I" 开头是一种良好的实践，因为这样可以更容易地记住它是一个接口而不是一个类。

默认情况下，接口的成员是抽象和公共的。

注意：接口可以包含属性和方法，但不能包含字段。

要访问接口方法，接口必须由另一个类“实现”（有点像继承）。要实现接口，请使用冒号符号（与继承一样）。接口方法的实际方法体由“实现”类提供。请注意，在实现接口时，不必使用 override 关键字：

1// 接口
2interface IAnimal 
3{
4  void animalSound(); // 接口方法（没有方法体）
5}
6
7// Pig “实现”了 IAnimal 接口
8class Pig : IAnimal 
9{
10  public void animalSound() 
11  {
12    // animalSound() 的方法体在这里提供
13    Console.WriteLine("猪说：呜呜");
14  }
15}
16
17class Program 
18{
19  static void Main(string[] args) 
20  {
21    Pig myPig = new Pig();  // 创建一个 Pig 对象
22    myPig.animalSound();
23  }
24} 

接口的注意事项：

• 与抽象类一样，接口不能用于创建对象（在上面的示例中，在 Program 类中不能创建“IAnimal”对象）。
• 接口方法没有方法体 - 方法体由“实现”类提供。
• 在实现接口时，必须覆盖其所有方法。
• 接口可以包含属性和方法，但不能包含字段/变量。
• 接口成员默认是抽象和公共的。
• 接口不能包含构造函数（因为它不能用于创建对象）。

为什么以及何时使用接口？

1. 为了实现安全性 - 隐藏对象的某些细节，仅显示重要的细节（接口）。
2. C# 不支持“多继承”（一个类只能继承一个基类）。但是，可以通过接口实现多继承，因为类可以实现多个接口。注意：要实现多个接口，请使用逗号分隔它们（见下面的示例）。

为什么以及何时使用抽象类和方法？

• 为了实现安全性——隐藏某些细节，只显示对象的重要细节。
• 注意：抽象也可以通过接口实现

C# 接口

接口是在 C# 中实现抽象的另一种方式。

接口是一个完全“抽象类”，它只能包含抽象方法和属性（没有实际的方法体）：

1// 接口
2interface Animal 
3{
4  void animalSound(); // 接口方法（没有方法体）
5  void run(); // 接口方法（没有方法体）
6}

通常，以字母 "I" 开头是一种良好的实践，因为这样可以更容易地记住它是一个接口而不是一个类。

默认情况下，接口的成员是抽象和公共的。

注意：接口可以包含属性和方法，但不能包含字段。

要访问接口方法，接口必须由另一个类“实现”（有点像继承）。要实现接口，请使用冒号符号（与继承一样）。接口方法的实际方法体由“实现”类提供。请注意，在实现接口时，不必使用 override 关键字：

1// 接口
2interface IAnimal 
3{
4  void animalSound(); // 接口方法（没有方法体）
5}
6
7// Pig “实现”了 IAnimal 接口
8class Pig : IAnimal 
9{
10  public void animalSound() 
11  {
12    // animalSound() 的方法体在这里提供
13    Console.WriteLine("猪说：呜呜");
14  }
15}
16
17class Program 
18{
19  static void Main(string[] args) 
20  {
21    Pig myPig = new Pig();  // 创建一个 Pig 对象
22    myPig.animalSound();
23  }
24} 

接口的注意事项：

• 与抽象类一样，接口不能用于创建对象（在上面的示例中，在 Program 类中不能创建IAnimal对象）。
• 接口方法没有方法体 - 方法体由“实现”类提供。
• 在实现接口时，必须覆盖其所有方法。
• 接口可以包含属性和方法。

C# 多接口

要实现多个接口，请使用逗号分隔它们：

1interface IFirstInterface 
2{
3  void myMethod(); // 接口方法
4}
5
6interface ISecondInterface 
7{
8  void myOtherMethod(); // 接口方法
9}
10
11// 实现多个接口
12class DemoClass : IFirstInterface, ISecondInterface 
13{
14  public void myMethod() 
15  {
16    Console.WriteLine("一些文本..");
17  }
18  public void myOtherMethod() 
19  {
20    Console.WriteLine("一些其他文本...");
21  }
22}
23
24class Program 
25{
26  static void Main(string[] args) 
27  {
28    DemoClass myObj = new DemoClass();
29    myObj.myMethod();
30    myObj.myOtherMethod();
31  }
32}

最后

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