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，使用不同的范例而執(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。

1. 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。

2. 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。

下面的范例演示了幾個(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：

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); ?
? ? ? ? } ?
? ? } ?
}

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

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 yapf");
? ? ? ? ?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 yapf

3. 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)抽象類的范例。
• 您不能在一個(gè)抽象類外部聲明一個(gè)抽象方法。
• 通過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：

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 抽象類 和 虛方法 實(shí)現(xiàn)的。

以下范例創(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)派生類中重寫該方法以繪制該類的指定形狀。

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)行基類的畫圖任務(wù)");
? ? }
}

class circle : shape
{
? ? public override void draw()
? ? {
? ? ? ? console.writeline("畫一個(gè)圓形");
? ? ? ? base.draw();
? ? }
}
class rectangle : shape
{
? ? public override void draw()
? ? {
? ? ? ? console.writeline("畫一個(gè)長(zhǎng)方形");
? ? ? ? base.draw();
? ? }
}
class triangle : shape
{
? ? public override void draw()
? ? {
? ? ? ? console.writeline("畫一個(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，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：

畫一個(gè)長(zhǎng)方形
執(zhí)行基類的畫圖任務(wù)
畫一個(gè)三角形
執(zhí)行基類的畫圖任務(wù)
畫一個(gè)圓形
執(zhí)行基類的畫圖任務(wù)
按下任意鍵退出。

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

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