【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)（六）---------解析里氏替換原則，虛方法

目錄：

【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)--------數(shù)據(jù)類型存儲位置，方法調(diào)用，out和ref參數(shù)的使用

【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)（二）--------構(gòu)造函數(shù)，this關(guān)鍵字，部分類，枚舉

【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)（三）--------結(jié)構(gòu)，GC回收，靜態(tài)成員，靜態(tài)類

【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)(四)---------解析Console.WriteLine()

【C#小知識】C#中一些易混淆概念總結(jié)（五）---------深入解析C#繼承

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這一系列的文章在園子里還是比較受歡迎的。有一些留言指出了其中理論性的錯誤，怎么寫出來這些文章的，有沒有培訓(xùn)過等等問題。

下面就一并的回答這些問題吧。
1）自己今年六月份畢業(yè)，現(xiàn)在在帝都實習(xí)。不過在學(xué)校已經(jīng)做過一些C#開發(fā)了，現(xiàn)在也是做.NET開發(fā)工作。

2）文章中很多知識是自己以前在網(wǎng)上下載的視頻教程，學(xué)習(xí)過程中所記的筆記。也就是在年前的時候，突然有一天發(fā)現(xiàn)自己的筆記本記了差不多塊一本了，之前也沒時間整理過，所以就想著把它們整理成博客文章，順便溫習(xí)一下這些筆記知識。

3）有園友問自己是不是在傳智培訓(xùn)過。首先說我沒有培訓(xùn)過，但是非常感謝傳智公開的一些自學(xué)教程。因為自己也是這些視頻的受益者，學(xué)到了很多知識，養(yǎng)成了一些好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

4）在整理筆記的過程中遇到了很多問題，其中自己參考了《C#本質(zhì)論》，《CLR via C#》還有就是MSDN的官方文檔。

3）不管怎樣還是會遇到一些自己解決不掉或者弄不清楚的問題，這個過程使用了Google搜索并和請教了一些園友。

4）錯誤總是會存在。謝謝看我博客的讀者你們的細(xì)心，指出了我博文中的錯誤。確定這些錯誤后，我都立即修改了自己的文章。

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今天開始上班了。這幾天研究學(xué)習(xí)了一下思維導(dǎo)圖，感覺用它整理自己的知識非常的方便。所以，以后寫博客完成一個知識點，都會用思維導(dǎo)圖做一個總結(jié)。也能讓大家對所要讀的內(nèi)容有一個整體的把握。

我用的思維導(dǎo)圖軟件是FreeMind（免費的，但是得裝JDK）,因為剛開始學(xué)習(xí)使用，很多操作技巧不是很熟練，做出來的導(dǎo)圖估計也不是很好，希望大家見諒。

首先，里氏替換原則。

這是理解多態(tài)所必須掌握的內(nèi)容。對于里氏替換原則維基百科給出的定義如下：

為什么子類可以替換父類的位置，而程序的功能不受影響呢？

當(dāng)滿足繼承的時候，父類肯定存在非私有成員，子類肯定是得到了父類的這些非私有成員（假設(shè)，父類的的成員全部是私有的，那么子類沒辦法從父類繼承任何成員，也就不存在繼承的概念了）。既然子類繼承了父類的這些非私有成員，那么父類對象也就可以在子類對象中調(diào)用這些非私有成員。所以，子類對象可以替換父類對象的位置。

來看下面的一段代碼：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person p = new Person();
            Person p1 = new Student();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class Person
    {
　　　　//父類的私有成員
　　　　private int nAge;
        public Person()
        {
            Console.WriteLine("我是Person構(gòu)造函數(shù)，我是一個人！");
        }
        public void Say()
        {
            Console.WriteLine("我是一個人！");
        }
    }
    class Student : Person
    {
        public Student()
        {
            Console.WriteLine("我是Student構(gòu)造函數(shù)，我是一個學(xué)生！");
        }
        public void SayStude()
        {
            Console.WriteLine("我是一個學(xué)生！");
        }
    }
    class SeniorStudent : Student
    {
        public SeniorStudent()
        {
            Console.WriteLine("我是SeniorStudent構(gòu)造函數(shù)，我是一個高中生！");
        }
        public  void SaySenior()
        {
            Console.WriteLine("我是一個高中生！");
        }
    }

我們運行打印出的結(jié)果是：

根據(jù)前面的構(gòu)造函數(shù)的知識很容易解釋這個結(jié)果。那么我們在Main（）函數(shù)中添加如下的代碼：

static void Main(string[] args)
        {
            Person p = new Person();
            p.Say();
　　
            Person p1 = new Student();
            p1.Say();
            Console.ReadKey();
        }

在訪問的過程中，可以發(fā)現(xiàn)p只可以訪問父類的say

而p1也只可以訪問父類的Say方法

其實在上面的代碼中，就滿足了里氏替換原則。子類的Student對象，替換了父類Person對象的位置。

那么它們在內(nèi)存中發(fā)生了些什么呢？如下圖：

由上可以知道，當(dāng)一個父類的變量指向一個子類對象的時候只能通過這個父類變量調(diào)用父類成員，子類獨有的成員無法調(diào)用。

同理我們可以推理出，子類的變量是不可以指向一個父類的對像的

但是當(dāng)父類變量指向一個子類變量的時候，可以不可以把父類的變量轉(zhuǎn)化成子類的對象呢？看下圖

關(guān)于引用類型的兩種轉(zhuǎn)換方式：

由上面的代碼我們已經(jīng)知道了一種轉(zhuǎn)換，就是在變量錢直接加需要轉(zhuǎn)換的類型，如下代碼：

Student s2 = (Student)p1;

那么第二種轉(zhuǎn)換方式就是使用as關(guān)鍵字，如下代碼：

//將指向子類對象的變量轉(zhuǎn)化成子類類型

Student s2 = (Student)p1;            

//使用as關(guān)鍵字，轉(zhuǎn)換失敗返回一個null值

Student s3 = p1 as Student;

使用as關(guān)鍵字和第一種強制轉(zhuǎn)換的區(qū)別就是，第一種如果轉(zhuǎn)換失敗會拋異常，第二種轉(zhuǎn)換失敗則返回一個null值。

思維導(dǎo)圖總結(jié)如下：

二，虛方法

使用virtual關(guān)鍵字修飾的方法，叫做虛方法（一般都是在父類中）。

看下面的一段代碼：

class Person
    {
        private int nAge;
        public Person()
        {
            Console.WriteLine("我是Person構(gòu)造函數(shù)，我是一個人！");
        }
        //這里定義了一個虛方法
        public virtual void Say()
        {
            Console.WriteLine("我是一個人！");
        }
    }
    class Student : Person
    {
        //子類使用override關(guān)鍵字改寫了父類的虛方法
        public override void Say()
        {
            Console.WriteLine("我是一個學(xué)生！");
        }
        public Student()
        {
            Console.WriteLine("我是Student構(gòu)造函數(shù)，我是一個學(xué)生！");
        }
        public void SayStude()
        {
            Console.WriteLine("我是一個學(xué)生！");
        }
    }

緊接著在main（）函數(shù)中添加如下的代碼：

static void Main(string[] args)
        {
            Person p = new Person();
            p.Say();
            Person p1 = new Student();
            p1.Say();
            Student s = new Student();
            s.Say();
            Console.ReadKey();
        }

打印結(jié)果如下:

我們很明顯的可以發(fā)現(xiàn)，第二個表達(dá)式滿足里氏替換原則，p1.Say()執(zhí)行的應(yīng)該是父類的Say()方法，但是這里卻執(zhí)行了子類的Say()方法。

這就是子類使用override關(guān)鍵字的Say()方法覆蓋了父類的用Virtual關(guān)鍵字修飾的Say()方法。

我們使用動態(tài)圖片看一下調(diào)試過程，

①首先是沒有使用任何關(guān)鍵字：

由上可以看出直接跳入父類，執(zhí)行了父類的Say()方法；

②再看使用virtual和override關(guān)鍵字的動態(tài)調(diào)試圖片，如下：

可以看到直接到子類去執(zhí)行override關(guān)鍵字修飾的Say()方法。

那么如果父類使用virtual關(guān)鍵字修飾，而子類沒有重寫該方法時會怎么樣呢？如下面的代碼：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
               
            Person p1 = new Student();
            p1.Say();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class Person
    {
        private int nAge;
        public Person()
        {
            Console.WriteLine("我是Person構(gòu)造函數(shù)，我是一個人！");
        }
        //這里定義了一個虛方法
        public virtual void Say()
        {
            Console.WriteLine("我是一個人！");
        }
    }
    class Student : Person
    {
        //子類中沒有出現(xiàn)override關(guān)鍵字修飾的方法
        public void SayStude()
        {
            Console.WriteLine("我是一個學(xué)生！");
        }
    }

執(zhí)行結(jié)果如下：

所以，如果子類找不到override方法，則會回溯到該子類的父類去找是否有override方法，知道回溯到自身的虛方法，并執(zhí)行。

虛方法知識總結(jié)的思維導(dǎo)圖如下：

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