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C#面向对象三大特性之三：多态

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

比起前面的封装和继承，多态这个概念不是那么好理解。我们还是从一个事例开始：

 公司最近为了陶冶情操，养了几种动物（Animal）,有猫(Cat)、狗(Dog)、羊（Sheep），这些动物都有共同的特性，会吃(Eat)、会叫(Shout)，但是它们吃的不同，叫的也不同。既然这样，我们能不能设计一个动物类(Animal)和它的成员(Eat方法、Shout方法)来表示这些动物的共同特征，而当我们关注猫时，猫来实现这两个成员（吃鱼、喵喵叫）；当我们关注狗时，狗来实现这两个成员（吃肉和汪汪叫）。

1.什么是多态？

上述例子就是一个典型的多态，就是父类的一些成员，子类继承后去重写从而实现不同的功能。

多态：同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。这就是多态，这种特性称为多态性。

2.多态的分类

多态性分为两种，一种是编译时的多态性，一种是运行时的多态性。

编译时的多态性（重载）：编译时的多态性是通过重载来实现的。对于非虚的成员来说，系统在编译时，根据传递的参数、返回的类型等信息决定实现何种操作。

运行时的多态性（重写）：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#中运行时的多态性是通过覆写虚成员实现。

3.多态的实现

  我们知道多态有两种，一种是编译时通过重载实现，另一种是运行时，通过重写或叫覆写来实现，那么如何实现他们？

3.1编译时多态：重载（overload）

重载（overload）：重载指的是同一个类中有两个或多个名字相同但是参数（参数签名）不同的方法，(注:返回值不能区别函数是否重载)，重载没有关键字。

注意：

A.从重载的定义来看，重载是一种编译时多态

B.重载不需要事先定义可重载的方法，即没有关键字

C.重载只是针对一个类内部的几个参数不同，名称相同的方法。

我们还是用那几只陶冶情操的动物来示例说明，代码如下：

1 /// <summary>
 2 /// 狗(多态：重载事例)
 3 /// </summary>
 4 class Dog
 5 {
 6     /// <summary>
 7     /// 叫
 8     /// </summary>
 9     public void Shout()
10     {
11         Console.WriteLine("汪!");
12     }
13 
14     /// <summary>
15     /// 叫(重载方法)
16     /// </summary>
17     public void Shout(int count)
18     {
19         int i = 0;
20         string shout = "";
21         do
22         {
23             shout += "汪！";
24             i++;
25         } while (i <= count);
26         Console.WriteLine(shout);
27     }
28 }
/调用
Dog dog = new Dog();
dog.Shout();
dog.Shout(5);

3.2运行时多态：重写

重写有两种，一种是override修饰符，另一种使用new修饰符，下面会举例说明两种重写的使用方法和异同。

重写（override）：也称过载,重写是指子类对父类中虚函数或抽象函数的“覆盖”（这也就是有些书将过载翻译为覆盖的原因），但是这种“覆盖”和用new关键字来覆盖是有区别的。

  1     /// <summary>
  2     /// 动物类(父类)
  3     /// </summary>
  4     class Animal
  5     {
  6        /// <summary>
  7        /// 名字
  8        /// 说明：类和子类可访问
  9        /// </summary>
 10        protected string name;
 11 
 12 
 13         /// <summary>
 14         /// 构造函数
 15         /// </summary>
 16         /// <param name="name"></param>
 17         public Animal(string name)
 18         {
 19             this.name=name;
 20         }
 21 
 22         /// <summary>
 23         /// 名字(虚属性)
 24         /// </summary>
 25         public virtual string MyName
 26         {
 27             get { return this.name; }           
 28 
 29         }
 30 
 31         /// <summary>
 32         /// 吃（虚方法）
 33         /// </summary>
 34         public virtual void Eat()
 35         {
 36             Console.WriteLine("我会吃!");
 37         }
 38 
 39         /// <summary>
 40         /// 叫（虚方法）
 41         /// </summary>
 42         public virtual void Shout()
 43         {
 44             Console.WriteLine("我会叫！");
 45         }
 46     }
 47 
 48     /// <summary>
 49     /// 狗（子类）
 50     /// </summary>
 51     class Dog:Animal
 52     {
 53         string myName;
 54         public Dog(string name): base(name)
 55         {
 56             myName = name;
 57         }
 58         
 59         /// <summary>
 60         /// 名字(重写父类属性)
 61         /// </summary>
 62         public override string MyName
 63         {
 64             get { return "我是：狗狗，我叫："+this.name; }
 65 
 66         }
 67 
 68 
 69         /// <summary>
 70         /// 吃(重写父类虚方法)
 71         /// </summary>
 72         public  override void Eat()
 73         {
 74             Console.WriteLine("我喜欢吃肉!");
 75         }
 76 
 77         /// <summary>
 78         /// 叫（重写父类方法）
 79         /// </summary>
 80         public override void Shout()
 81         {
 82             Console.WriteLine("汪!汪!汪！");
 83         }
 84     }
//调用方法
Animal dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();
//运行结果如下：
我是：狗狗，我叫：旺财
我喜欢吃肉！
汪！汪！汪！

重写（new）

new：覆盖指的是不同类中（基类或派生类）有两个或多个返回类型、方法名、参数都相同，但是方法体不同的方法。但是这种覆盖是一种表面上的覆盖，所以也叫隐藏，被覆盖的父类方法是可以调用得到的。

1     /// <summary>
 2     /// 动物类(父类)
 3     /// </summary>
 4     class Animal
 5     {
 6        /// <summary>
 7        /// 名字
 8        /// 说明：类和子类可访问
 9        /// </summary>
10        protected string name;
11 
12 
13         /// <summary>
14         /// 构造函数
15         /// </summary>
16         /// <param name="name"></param>
17         public Animal(string name)
18         {
19             this.name=name;
20         }
21 
22         /// <summary>
23         /// 名字(虚属性)
24         /// </summary>
25         public virtual string MyName
26         {
27             get { return this.name; }           
28 
29         }
30 
31         /// <summary>
32         /// 吃（虚方法）
33         /// </summary>
34         public virtual void Eat()
35         {
36             Console.WriteLine("我会吃!");
37         }
38 
39         /// <summary>
40         /// 叫（虚方法）
41         /// </summary>
42         public virtual void Shout()
43         {
44             Console.WriteLine("我会叫！");
45         }
46     }
47 
48     /// <summary>
49     /// 狗（子类）
50     /// </summary>
51     class Dog:Animal
52     {
53         string myName;
54         public Dog(string name): base(name)
55         {
56             myName = name;
57         }        
58         /// <summary>
59         /// 名字(重写父类属性)
60         /// </summary>
61         public override string MyName
62         {
63             get { return "我是：狗狗，我叫："+this.name; }
64         }
65 
66         /// <summary>
67         /// 吃(重写父类虚方法)
68         /// </summary>
69         new  public   void Eat()
70         {
71             Console.WriteLine("我喜欢吃肉!");
72         }
73 
74         /// <summary>
75         /// 叫（重写父类方法）
76         /// </summary>
77         public new void Shout()
78         {
79             Console.WriteLine("汪!汪!汪！");
80         }
81     }
//调用方法 使用new重写，则只调用父类的方法
Animal dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();

//执行结果如下：
我是：狗狗，我叫：旺财
我会吃！
我会叫！

如下改一下调用方法：

//调用方法 
Dog dog = new Dog("旺财");
string myName=dog.MyName;
Console.WriteLine(myName);
dog.Eat();
dog.Shout();

//执行结果如下：
我是：狗狗，我叫：旺财！
我爱吃肉！
汪！汪！汪！

可以看出，当派生类Dog的Eat()方法使用new修饰时，Dog的对象转换为Animal对象后，调用的是Animal类中的Eat()方法。其实可以理解为，使用new关键字后，使得Dog中的Eat()方法和Animal中的Eat()方法成为毫不相关的两个方法，只是它们的名字碰巧相同而已。所以， Animal类中的Eat()方法不管用还是不用virtual修饰，也不管访问权限如何，或者是没有，都不会对Dog的Eat()方法产生什么影响（只是因为使用了new关键字，如果Dog类没用从Animal类继承Eat()方法，编译器会输出警告）。 

我想这是设计者有意这么设计的，因为有时候我们就是要达到这种效果。严格的说，不能说通过使用new来实现多态，只能说在某些特定的时候碰巧实现了多态的效果。

3.3 要点：

a.多态是面向对象的重要特性之一，指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。

b.多态分为两种：一种是编译时多态，使用重载实现；另一种是运行时多态，使用重写实现；

c.重写有两种，一种使用override关键词，另一种使用new关键词

d.new重写实际上是对父类方法的隐藏，被覆盖的父类方法可以调用得到。因此new可以重写（或说是隐藏）的父类方法不一定要定义为虚方法或抽象方法。只是如果父类方法是虚方法或抽象方法时会覆盖父类方法，如果不是，则隐藏。

e.重载和覆盖的发生条件：
重载,必然发生在一个类中,函数名相同,参数类型或者顺序不同构成重载,与返回类型无关
重写,必然发生在基类和派生类中,其类函数用virtual修饰,派生类用override修饰
覆盖,在子类中写一个和基类一样名字(参数不同也算)的非虚函数,会让基类中的函数被隐藏,编译后会提示要求使用New关键字 new 修饰 

隐藏，在子类中可以通过new 隐藏父类的方法

f.new覆盖与重写、重载的区别：

当子类与父类的参数不同时

当基类函数不是虚函数时，基类函数将被隐藏。（因为子类和基类不在同一范围内，所以不是重载）

当基类函数是虚函数时，基类函数将被隐藏。（因为子类和基类不在同一范围内，所以不是重载；因为参数不同，所以不是重写）

当子类与父类的参数相同时

当基类函数不是虚函数时，基类函数将被隐藏。（因为子类和基类不在同一范围内，所以不是重载，因为基类不是虚函数，所以是隐藏不是重写）

当基类函数是虚函数时，基类函数将被覆盖。（因为子类和基类不在同一范围内，所以不是重载）

 

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