C#學習日記23---多態性 之 運算子重載、方法重載、抽象類別、虛擬方法
在C#中多態性的定義是:同一操作作用於不同類別的實例,不同的類別進行不同的解釋,最後產生不同的執行結果。換句話說也就是 一個接口,多個功能。
C# 支援2種形式的多態性: 編譯時的多態性、運行時的多態性
編譯時的多態性:
編譯時的多態性是透過重載來實現的
編譯時的多態性方法重載
您可以在同一個範圍內對相同的函數名稱有多個定義。函數的定義必須彼此不同,可以是參數清單中的參數類型不同,也可以是參數個數不同。不能重載只有返回類型不同的函數聲明。寫個例子
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace Test { class exchange //定义一个exchange类 {//方法实现交换两参数数据 public void swap(int a, int b) { int temp; temp = a; a = b; b = temp; Console.WriteLine("{0},{1}",a,b); } public void swap(string a, string b) { string temp; temp = a; a = b; b = temp; Console.WriteLine("{0},{1}", a, b); } } class program { static void Main(string[] args) { exchange exch = new exchange(); exch.swap(10, 20); //调用 swap(int a,int b)方法 exch.swap("大", "小"); //调用 swap(string a,string b)方法 } } }
結果:
操作符重載
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace Test { class student //定义student类 { private int Chinese; private int Math; public void value(int a, int b) //定义一个赋值的方法,以后学了构造方法就不这么麻烦了 { Chinese = a; Math = b; } public static student operator + (student a, student b) //运算符重载,实现相加功能 { student stu = new student(); stu.Chinese = a.Chinese + b.Chinese; stu.Math = a.Math + b.Math; return stu; } public int getChinese() //获取Chinese 的方法 { return Chinese; } public int getMath() //获取Math 的方法 { return Math; } } class program { static void Main(string[] args) { student a = new student(); student b = new student(); a.value(70,80); b.value(40, 50); student stu = a + b; //70+40, 80+50 Console.WriteLine("a+b Chinese = {0}\na+b Math = {1}", stu.getChinese(), stu.getMath()); } } }
結果:
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace Test {//创建抽象类和抽象方法 abstract class score { public abstract int Add(); } //创建子类 class student : score { private int Chinese = 80; private int Math = 90; public override int Add() //关键字 override 实例方法 { int sum=Chinese+Math; return sum; } } class program { static void Main(string[] args) { student stu = new student(); Console.WriteLine(stu.Add() ); //结果 170 } } }
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace Test { class score { protected int Chinese = 80; protected int Math = 90; public virtual int Add() //定义一个虚方法 { int sum = Chinese + Math; return sum; } } //定义子类,实现方法 class student : score { public override int Add() //关键字 override 实例方法,实现相减操作 { int sub = Math - Chinese ; return sub; } } class program { static void Main(string[] args) { student stu = new student(); Console.WriteLine(stu.Add() ); //结果 10 } } }

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繼承和多態性會影響類別的耦合度:繼承會增加耦合度,因為衍生類別依賴基底類別。多態性可以降低耦合度,因為物件可以透過虛擬函數和基底類別指標以一致的方式回應訊息。最佳實踐包括謹慎使用繼承、定義公共介面、避免在基底類別中新增資料成員,以及透過依賴注入解耦類別。實戰案例顯示如何使用多態性和依賴注入來降低銀行帳戶應用程式中的耦合度。

C++多態性的優點和缺點:優點:程式碼重用性:通用程式碼可處理不同物件類型。可擴充性:輕鬆新增類,無需修改現有程式碼。靈活性與可維護性:行為與型別分離,提升程式碼彈性。缺點:運行時開銷:虛函數分派導致開銷增加。程式碼複雜度:多繼承層次結構增加複雜度。二進位大小:虛擬函數使用增加二進位檔案大小。實戰案例:動物類層次結構中,多態性使不同的動物物體都能透過Animal指針發出聲音。

介面:無實作的契約介面在Java中定義了一組方法簽名,但不提供任何具體實作。它充當一種契約,強制實作該介面的類別實現其指定的方法。介面中的方法是抽象方法,沒有方法體。程式碼範例:publicinterfaceAnimal{voideat();voidsleep();}抽象類別:部分實作的藍圖抽象類別是一種父類,它提供了一個部分實現,可以被它的子類別繼承。與介面不同,抽象類別可以包含具體的實作和抽象方法。抽象方法是用abstract關鍵字聲明的,並且必須被子類別覆蓋。程式碼範例:publicabstractcla

析構函數在C++多態性中至關重要,它確保衍生類別物件在銷毀時正確清理記憶體。多態性允許不同類型的物件回應相同方法呼叫。析構函數在物件銷毀時自動調用,釋放其記憶體。衍生類別析構函數呼叫基底類別析構函數,確保釋放基底類別記憶體。

多態中,函數傳回值類型規定了當衍生類別重寫基底類別方法時,傳回的具體物件類型。派生類別方法的傳回值類型可以與基底類別相同或更具體,允許傳回更派生的類型,從而提高靈活性。

函數重載可用於實現多態性,即透過基底類別指標呼叫衍生類別方法,編譯器根據實際參數類型選擇重載版本。範例中,Animal類別定義虛擬makeSound()函數,Dog和Cat類別重寫函數,透過Animal*指標呼叫makeSound()時,編譯器會基於指向的物件類型呼叫對應的重寫版本,從而實現多態性性。

多態性是物件導向程式設計中允許物件以多種形式的存在的概念,使程式碼更靈活、可擴展和可維護。 C++中的多態性利用虛擬函數和繼承,以及純虛函數和抽象類別來實現動態綁定,使我們可以創建根據物件的實際類型更改行為的類別層次結構。在實踐中,多態性允許我們建立指向不同衍生類別物件的基底類別指針,並根據物件的實際類型呼叫適當的函數。

函數重寫和繼承的多態性是OOP中實現物件靈活呼叫的兩個關鍵概念:函數重寫:衍生類別重新定義基底類別中的同名函數,在呼叫時執行衍生類別中的具體實作。繼承的多態性:派生類別可以以與基底類別相同的方式使用,透過基底類別引用呼叫方法時,執行派生類別中特定於它的實作。
