深入理解OOP（四）:多态和继承(抽象类)

2019-11-14 13:35:36

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供稿：网友

在本文中，我们讨论OOP中的热点之一：抽象类。抽象类在各个编程语言中概念是一致的，但是C#稍微有些不一样。本文中我们会通过代码来实现抽象类，并一一进行解析。

深入理解OOP(一):多态和继承(初期绑定和编译时多态)
深入理解OOP(二):多态和继承(继承)
深入理解OOP(三):多态和继承(动态绑定和运行时多态)
深入理解OOP(四):多态和继承(C#中的抽象类)
深入理解OOP(五):C#中的访问修饰符(Public/PRivate/Protected/Internal/Sealed/Constants/Static and Readonly Fields)
深入理解OOP(六):枚举(实用方法)
深入理解OOP(七):属性(实用方法)
深入理解OOP(八):索引器(实用方法)
深入理解OOP(九):事件(深入理解)

Abstract Classes

在微软的MSDN中，对抽象类有如下的定义：

用abstract 关键字可定义抽象类，要求其子类必须实现抽象类的函数、属性等。抽象类不可被实例化。抽象类提供了统一的定义，用于其不同子类直接共享数据、函数。抽象类也可定义抽象函数。

Abstract Classes实战

在Visual Studio中添加Console程序，并命名为“InheritanceAndPolymorphism”，添加ClassA.cs，添加抽象类ClassA。

using System;namespace InheritanceAndPolymorphism{    public abstract class ClassA    {    }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassA classA = new ClassA();            Console.ReadKey();        }    }}

编译报错：

Compile time error: Cannot create an instance of the abstract class or interface 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'

结论：无法用new关键字来实例化一个抽象类。

Abstract Class的非抽象函数

给抽象类ClassA添加一些非抽象函数的代码：

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }    }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassA classA = new ClassA();            Console.ReadKey();        }    }

编译，依然报错。抽象类无论是否有抽象、非抽象函数，均无法通过new关键字来实例化。

Abstract Class作为基类

我们把抽象类作为基类，添加ClassB—使之继承自ClassA。

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {            }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }

编译的结果：不再报错。

结论：一个类可以继承自abstract 修饰的抽象类，且可被new关键字初始化。

Abstract Class的非抽象函数声明

在ClassA中声明YYY函数--无函数体。

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }        public void YYY();    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA.    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {            }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }

编译，结果报错：

Compile time error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' must declare a body because it is not marked abstract, extern, or partial

结论是需要对YYY添加函数体，或者添加abstract的修饰符。

Abstract Class的抽象函数声明

在ClassA的YYY前，添加abstract修饰符。

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }       abstract public void YYY();    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA.    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {            }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }

编译结果，报错：

Compiler error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not implement inherited abstract member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'

结论：我们在abstract 类中声明了一个abstract 的函数，但是并未在其子类ClassB中实现其内容；当使用new关键字初始化ClassB的时候则会报错----无法使用new关键字初始化一个abstract类。

子类继承实现抽象函数

在子类中添加YYY的实现。

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }       abstract public void YYY();    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA.    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {        public void YYY()        {                     }    }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }

编译结果，报错：

Compile time error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB' does not implement inherited abstract member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' Compile time warning: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassB.YYY()' hides inherited member 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'.

结论：要使得子类继承基类的YYY函数，需要用到override关键字，然后才可以用new关键字实例化ClassB。

非抽象类的抽象函数

我们再看看这些代码：

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }       abstract public void YYY();    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA.    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {        public override void YYY()        {                     }    }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }

编译，结果报错：

Compiler error: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()' is abstract but it is contained in non-abstract class 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA'

结果分析：声明abstract的函数，必须同时声明类为abstract。abstract 的函数不能同时添加static或virtual关键字。

抽象基类函数

/// <summary>    /// Abstract class ClassA    /// </summary>    public abstract class ClassA    {        public int a;        public void XXX()        {                    }       abstract public void YYY();    }    /// <summary>    /// Derived class.    /// Class derived from abstract class ClassA.    /// </summary>    public class ClassB:ClassA    {        public override void YYY()        {             base.YYY();        }    }    /// <summary>    /// Program: used to execute the method.    /// Contains Main method.    /// </summary>    public class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            ClassB classB = new ClassB();            Console.ReadKey();        }    }