《《C#语言程序设计》-李继武 彭德林-电子教案 第4章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《C#语言程序设计》-李继武 彭德林-电子教案 第4章（211页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 C#面向对象高级编程,前面介绍了面向对象程序设计的基本概念和应用。但是面向对象还包括很多其他重要的概念。本章将深入分析面向对象编程的概念，并详细说明利用工具进行面向对象程序设计的方法。,4.1 类的继承与多态,4.1.1 继承 1、概述 现实世界中的许多实体之间不是相互孤立的，它们往往具有共同的特征，也存在内在的差别。人们可以采用层次结构来描述这些实体之间的相似之处和不同之处。 为了用软件语言对现实世界中的层次结构进行模型化，面向对象的程序设计技术引入了继承的概念。一个类从另一个类派生出来时，派生类从基类那里继承特性。派生类也可以作为其它类的基类。从一个基类派生出来的多层类形成了类的层
2、次结构。 注意：C#中，派生类只能从一个类中继承。这是因为，在C+中，人们在大多数情况下不需要一个从多个类中派生的类。从多个基类中派生一个类，这往往会带来许多问题，从而抵消了这种灵活性带来的优势。,C#中，派生类从它的直接基类中继承成员：方法、域、属性、事件、索引指示器。除了构造函数和析构函数，派生类隐式地继承了直接基类的所有成员。,C#中，派生类从它的直接基类中继承成员：方法、域、属性、事件、索引指示器。除了构造函数和析构函数，派生类隐式地继承了直接基类的所有成员。 程序清单： using System; namespace ConsoleApplication1 class Vehicle
3、 /定义汽车类 int wheels; /公有成员:轮子个数 protected float weight; /保护成员:重量 public Vehicle(); public Vehicle(int w, float g) wheels=w; weight=g;, public void Speak() Console.WriteLine(“the w vehicle is speaking!“); class Car: Vehicle /定义轿车类:从汽车类中继承 int passengers;/私有成员:乘客数 public Car(int w, float g, int p) : ba
4、se(w,g) wheels=w; weight=g; passengers=p; ,Vehicle作为基类，体现了“汽车”这个实体具有的公共性质：汽车都有轮子和重量。 Car类继承了Vehicle的这些性质，并且添加了自身的特性：可以搭载乘客。,C#中的继承符合下列规则： （1）继承是可传递的。如果C从B中派生，B又从A中派生，那么C不仅继承了B中声明的成员，同样也继承了A中的成员。Object类作为所有类的基类。 （2）派生类应当是对基类的扩展。派生类可以添加新的成员，但不能除去己经继承的成员的定义。,（3）构造函数和析构函数不能被继承。除此以外的其它成员，不论对它们定义了怎样的访问方式，
5、都能被继承。基类中成员的访问方式只能决定派生类能否访问它们。,（4）派生类如果定义了与继承而来的成员同名的新成员，就可以覆盖己继承的成员。但这并不因为这派生类删除了这些成员，只是不能再访问这些成员。 （5）类可以定义虚方法、虚属性以及虚索引指示器，它的派生类能够重载这些成员，从而实现类可以展示出多态性。,2、覆盖,我们上面提到，类的成员声明中，可以声明与继承而来的成员同名的成员。这时我们称派生类的成员覆盖(hide)了基类的成员。这种情况下，编译器不会报告错误，但会给出一个警告。对派生类的成员使用new关键字，可以关闭这个警告。 前面汽车类的例子中，类Car继承了Vehicle的Speak()
6、方法。我们可以给Car类也声明一个Speak()方法，覆盖Vehicle中的Speak，见下面的代码。 程序清单：,using System; namespace ConsoleApplication1, class Vehicle/定义汽车类 public int wheels; /公有成员：轮子个数 protected float weight;/保护成员：重量 public Vehicle(); public Vehicle(int w, float g) ,wheels=w; weight=g;, public void Speak() Console.WriteLine(“the w
7、 vehicle is speaking!“); class Car:Vehicle /定义轿车类 int passengers;/私有成员：乘客数 public Car(int w, float g, int p) wheels=w; weight=g;,passengers=p;, new public void Speak() Console.WriteLine(“Di-di!“); 注意：如果在成员声明中加上了new关键字修饰，而该成员事实上并没有覆盖继承的成员，编译器将会给出警告。在个成员声明同时使用new和override则编译器会报告错误。,3、base保留字,base关键字主要
8、是为派生类调用基类成员提供一个简写的方法。我们先看一个例子程序代码： using System; namespace ConsoleApplication1 class A public void F() /F的具体执行代码 ,public int thisint nIndex, get set class B public void G() int x=base0; base.F(); ,类B从类A中继承，B的方法G中调用了A的方法F和索引指示器。方法F在进行编译时等价于：,public void G() int x=(A (this)0; (A (this).F(); 使用base关键字对
9、基类成员的访问格式为： base .标识符 base 表达式列表,4.1.2 多态,在面向对象的系统中，多态性是一个非常重要的概念，它允许客户对一个对象进行操作，由对象来完成一系列的动作，具体实现哪个动作、如何实现由系统负责解释。,4.1.2.1 C#中的多态,“多态性”一词最早用于生物学，指同一种族的生物体具有相同的特性。 在C#中，多态性的定义是：同一操作作用于不同的类的实例，不同的类将进行不同的解释，最后产生不同的执行结果。C#支持两种类型的多态性： （1）编译时的多态性 编译时的多态性是通过重载来实现的。我们在前面介绍了方法重载，都实现了编译时的多态性。 对于非虚的成员来说，系统在编译
10、时，根据传递的参数、返回的类型等信急决定实现何种操作。,（2）运行时的多态性,运行时的多态性就是指直到系统运行时，才根据实际情况决定实现何种操作。C#中，运行时的多态性通过虚成员实现。 编译时的多态性为我们提供了运行速度快的特点，而运行时的多态性则带来了高度灵活和抽象的特点。,4.1.2.2 虚方法,当类中的方法声明前加上了virtual修饰符，我们称之为虚方法，反之为非虚。使用了virtual修饰符后，不允许再有static, abstract，或override修饰符。,对于非虚的方法，无论被其所在类的实例调用，还是被这个类的派生类的实例调用，方法的执行方式不变。而对于虚方法，它的执行方式
11、可以被派生类改变，这种改变是通过方法的重载来实现的。,案例：虚方法与非虚方法的调用 目标：说明了虚方法与非虚方法的区别 步骤： 1、启动VS.NET，新建一个控制台应用程序，名称填写为“DifferentiateTest”，位置设置为“c:CSharpSampleschp4”。,2、在代码设计窗口中编辑Class1.cs。其中的代码编写如下：,using System; namespace DifferentiateTest class A public void F()Console.WriteLine(“A.F“); public virtual void G()Console.Write
12、Line(“A.G“); class B: A new public void F()Console.WriteLine(“B.F“); public override void G()Console.WriteLine(“B.G“); ,class Test, static void Main() B b=new B(); A a=b; a.F(); b.F(); a.G(); b.G(); ,3、按Ctrl + F5编译并运行该程序，效果如图5-2所示。,图 4-1 程序运行结果,例子中，A类提供了两个方法：非虚的F和虚方法G。类B则提供了一个新的非虚的方法F，从而覆盖了继承的F；类B同时
13、还重载了继承的方法G。 在本例中，方法a.G()实际调用了B.G，而不是A.G。这是因为编译时值为A，但运行时值为B，所以B完成了对方法的实际调用。,4.1.2.3 在派生类中对虚方法进行重载,先让我们回顾一下普通的方法重载。普通的方法重载指的是：类中两个以上的方法（包括隐藏的继承而来的方法），取的名字相同，只要使用的参数类型或者参数个数不同，编译器便知道在何种情况下应该调用哪个方法。,而对基类虚方法的重载是函数重载的另一种特殊形式。在派生类中重新定义此虚函数时，要求的是方法名称、返回值类型、参数表中的参数个数、类型、顺序都必须与基类中的虚函数完全一致。在派生类中声明对虚方法的重载，要求在声明
14、中加上override关键字，而且不能有new, static或virtual修饰符。,4.1.3 抽象和密封,1、抽象类 有时候，基类并不与具体的事物相联系，而是只表达一种抽象的概念，用以为它的派生类提供一个公共的界面。为此，C#中引入了抽象类(abstract class)的概念。,注意：C+程序员在这里最容易犯错误。C+中没有对抽象类进行直接声明的方法，而认为只要在类中定义了纯虚函数，这个类就是一个抽象类。纯虚函数的概念比较晦涩，直观上不容易为人们接受和掌握，因此C#抛弃了这一概念。,抽象类使用abstract修饰符，对抽象类的使用有以下几点规定： （1）抽象类只能作为其它类的基类，它不
15、能直接被实例化，而且对抽象类不能使用new操作符。抽象类如果含有抽象的变量或值，则它们要么是null类型，要么包含了对非抽象类的实例的引用。 （2）抽象类允许包含抽象成员，虽然这不是必须的。,（3）抽象类不能同时又是密封的。,如果一个非抽象类从抽象类中派生，则其必须通过重载来实现所有继承而来的抽象成员。请看下面的示例： using System; namespace ConsoleApplication1 abstract class A public abstract void F(); abstract class B: A public void G() ,class C: B publ
16、ic override void FD /F的具体实现代码 ,抽象类A提供了一个抽象方法F。类B从抽象类A中继承，并且又提供了一个方法G；因为B中并没有包含对F的实现，所以B也必须是抽象类。类C从类B中继承，类中重载了抽象方法F，并且提供了对F的具体实现，则类C允许是非抽象的。,2、抽象方法,由于抽象类本身表达的是抽象的概念，因此类中的许多方法并不一定要有具体的实现，而只是留出一个接日来作为派生类重载的界面。举一个简单的例子，“图形”这个类是抽象的，它的成员方法“计算图形面积”也就没有实际的意义。面积只对“图形”的派生类比如“圆”、“一角形”这些非抽象的概念才有效，那么我们就可以把基类“图形”的成员方法“计算面积”声明为抽象的，具体的实
