深入淺出OOP（四）: 多態(tài)和繼承(抽象類)

在本文中，我們討論OOP中的熱點(diǎn)之一：抽象類。抽象類在各個編程語言中概念是一致的，但是C#稍微有些不一樣。本文中我們會通過代碼來實(shí)現(xiàn)抽象類，并一一進(jìn)行解析。

Abstract Classes

在微軟的MSDN中，對抽象類有如下的定義：

用abstract 關(guān)鍵字可定義抽象類，要求其子類必須實(shí)現(xiàn)抽象類的函數(shù)、屬性等。抽象類不可被實(shí)例化。抽象類提供了統(tǒng)一的定義，用于其不同子類直接共享數(shù)據(jù)、函數(shù)。 抽象類也可定義抽象函數(shù)。

Abstract Classes實(shí)戰(zhàn)

在Visual Studio中添加Console程序，并命名為“InheritanceAndPolymorphism”，添加ClassA.cs，添加抽象類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();
        }
    }
}

編譯報(bào)錯：

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

結(jié)論：無法用new關(guān)鍵字來實(shí)例化一個抽象類。

Abstract Class的非抽象函數(shù)

給抽象類ClassA添加一些非抽象函數(shù)的代碼：

    /// <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();
        }
    }

編譯，依然報(bào)錯。 抽象類無論是否有抽象、非抽象函數(shù)，均無法通過new關(guān)鍵字來實(shí)例化。

Abstract Class作為基類

我們把抽象類作為基類，添加ClassB—使之繼承自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();
        }
    }

編譯的結(jié)果：不再報(bào)錯。

結(jié)論：一個類可以繼承自abstract 修飾的抽象類，且可被new關(guān)鍵字初始化。

Abstract Class的非抽象函數(shù)聲明

在ClassA中聲明YYY函數(shù)--無函數(shù)體。

    /// <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();
        }
    }

編譯，結(jié)果報(bào)錯：

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

結(jié)論是需要對YYY添加函數(shù)體，或者添加abstract的修飾符。

Abstract Class的抽象函數(shù)聲明

在ClassA的YYY前，添加abstract修飾符。

/// <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();
        }
    }

編譯結(jié)果，報(bào)錯：

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

結(jié)論：我們在abstract 類中聲明了一個abstract 的函數(shù)，但是并未在其子類ClassB中實(shí)現(xiàn)其內(nèi)容；當(dāng)使用new關(guān)鍵字初始化ClassB的時候則會報(bào)錯----無法使用new關(guān)鍵字初始化一個abstract類。

子類繼承實(shí)現(xiàn)抽象函數(shù)

在子類中添加YYY的實(shí)現(xiàn)。

/// <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();
        }
    }

編譯結(jié)果，報(bào)錯：

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()'.

結(jié)論：要使得子類繼承基類的YYY函數(shù)，需要用到override關(guān)鍵字，然后才可以用new關(guān)鍵字實(shí)例化ClassB。

非抽象類的抽象函數(shù)

我們再看看這些代碼：

/// <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();
        }
    }

編譯，結(jié)果報(bào)錯：

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

結(jié)果分析：聲明abstract的函數(shù)，必須同時聲明類為abstract。

        abstract 的函數(shù)不能同時添加static或virtual關(guān)鍵字。

抽象基類函數(shù)

/// <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();
        }
    }

編譯，結(jié)果報(bào)錯：

Compile time error : Cannot call an abstract base member: 'InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()'

結(jié)果分析：ClassB中無法使用base調(diào)用基類的abstract函數(shù)--因?yàn)槠洳淮嬖凇?/p>

最后一個問題，可否在抽象類中添加sealed關(guān)鍵字，結(jié)果是不可以。

抽象類不能添加sealed、static類修飾符的。

結(jié)論

通過下面幾點(diǎn)，歸納一下本文的結(jié)論。

• 無法使用new來實(shí)例化abstract 抽象類

• abstract 抽象類可以有子類，其子類實(shí)現(xiàn)抽象方法后，可被new實(shí)例化對象

• 如聲明了abstract 的函數(shù)，則必須聲明abstract 的類

• 當(dāng)override抽象基類，無法修改基類函數(shù)的簽名

• abstract函數(shù)，無法同時添加static、virtual關(guān)鍵字

• abstract 類無法被聲明為sealed、static類

原文鏈接：Diving in OOP (Day 4): Polymorphism and Inheritance (All About Abstract Classes in C#)