五、抽象基类与接口

5.1 抽象类与抽象方法

     在一个类前面加上“abstract”关键字,此类就成为了抽象类。

     对应的,一个方法类前面加上“abstract”关键字,此方法就成为了抽象方法。

abstract class Fruit   //抽象类

{

     public abstract void GrowInArea();  //抽象方法

}

     注意抽象方法不能有实现代码,在函数名后直接跟一个分号。

     抽象类专用于派生出子类,子类必须实现抽象类所声明的抽象方法,否则,子类仍是抽象类。

     抽象类一般用于表达一种比较抽象的事物,比如前面所说的“水果”,而抽象方法则说明此抽象类应该具有的某种性质,比如Fruit类中有一个抽象方法GrowInArea(),说明水果一定有一个最适合其生长的地区,但不同的水果生长地是不同的。

     从同一抽象类中继承的子类拥有相同的方法(即抽象类所定义的抽象方法),但这些方法的具体代码每个类都可以不一样,如以下两个类分别代表苹果(Apple)和菠萝(Pineapple):

class Apple:Fruit  //苹果

{

     public override void GrowInArea()

     {

          Console.WriteLine("南方北方都可以种植我。");

     }

}

class Pineapple:Fruit   //菠萝

{

     public override void GrowInArea()

     {

          Console.WriteLine("我喜欢温暖,只能在南方看到我。");

     }

}

     注意上述代码中的override关键字,这说明子类重写了基类的抽象方法。抽象类不能创建对象,一般用它来引用子类对象。

Fruit f;

f=new Apple();

f.GrowInArea();

f=new Pineapple();

f.GrowInArea();

     运行结果:

南方北方都可以种植我。

我喜欢温暖,只能在南方看到我。

     注意同一句代码“f.GrowInArea();”会由于f所引用的对象不同而输出不同的结果。可以看到,代码运行结果类似于上一节介绍的“虚方法调用”,两者没有本质差别。

     可以按照以下公式编写代码:

     抽象类 抽象类变量名=new 继承自此抽象类的具体子类名();

     一个抽象类中可以包含非抽象的方法和字段。因此:

     包含抽象方法的类一定是抽象类,但抽象类中的方法不一定是抽象方法。

5.2 抽象属性

     除了方法可以是抽象的之外,属性也可以是抽象的,请看以下代码:

abstract class Parent

{

     public abstract String Message   //抽象属性

     {

          get;

          set;

     }

}

class Child:Parent

{

     private String _msg;

     public override String Message

     {

          get

          {

               return _msg;

          }

          set

          {

               _msg=value;

          }

     }

}

     使用代码:

Parent p=new Child();

p.Message="Hello";

5.3 接口

     来看以下这句话:

鸭子是一种鸟,会游泳,同时又是一种食物。

     如何在面向对象的程序中表达这种关系?

     如果使用C++,可以设计成让鸭子(Duck)类继承自两个父类(鸟Bird和食物Food)。但在C#中所有的类都只能有一个父类,此方法不可行。

     为了解决这一问题,C#引入了接口(interface)这一概念,并规定“一个类可以实现多个接口”。

(1)接口的定义与使用

     关键字interface用于定义接口:

//定义两个接口

public interface  ISwim

{

     void Swim();

}

public interface  IFood

{

     void Cook();

}

     接口可以看成是一种的抽象类,它的所有方法都是抽象方法。

     可以用与继承相同的语法定义一个类实现某些接口:

//定义一个抽象类

public abstract class  Bird

{

     public abstract void  Fly();

}

//继承自一个抽象类,实现两个接口

public class Duck : Bird, IFood, ISwim

{

     //实现ISwim接口

     public  void  Swim()

     {

          Console.WriteLine("是鸭子就会游泳");

     }

     //实现IFood接口

     public void  Cook()

     {

          Console.WriteLine("鸭子经常被烧烤,北京烤鸭就很有名");

     }

     //实现抽象类Bird中的抽象方法

     public override void  Fly()

     {

          Console.WriteLine("只有野鸭才会飞");

     }

}

     可以看到,抽象类定义了对象所属的类别,而接口实际上定义了一种对象应具有的行为特性。

     可按以下公式使用接口:

     接口类型名 变量名=new 实现了接口的类型名();

     示例代码如下:

static void Main(string[] args)

{

     Duck d = new  Duck();

     //Duck对象d可以使用3种方法:

     //1.自身定义的;

     //2.父类定义的

     //3.接口定义的

     d.Fly();

     d.Cook();

     d.Swim();

     //将子类(Duck)对象赋给基类变量

     Bird b = d;

     //现在只能使用基类定义的Fly()方法

     b.Fly();

     //将Duck对象赋给ISwin接口变量

     ISwim s = d;

     //现在只能使用接口定义的Swim()方法

     s.Swim();

     //将Duck对象赋给另一个实现的接口IFood接口变量

     IFood f = d;

     //现在只能使用接口定义的Cook()方法

     f.Cook();

}

     请读者仔细地阅读上述代码的注释,由于 Duck类继承自抽象基类  Bird,又实现了  ISwim和 IFood两个接口,所以,Duck对象拥有这三者所定义的所有方法,并且可以赋值给这三种类型的变量。

     需要注意的是,虽然程序中始终都只有一个 Duck对象,但将其赋值给不同类型的变量后,其可以使用的方法是不一样的。

(2)显式实现接口

     上面讲到,某个类可以实现多个接口,当创建一个此类的对象之后,通过引用这个对象的对象变量可以访问其所有的公有方法(包括自身的公有方法以及由接口定义的公有方法

以)。在这种情况下,根本分不清哪些方法是由接口定义的,哪些是由类自己定义的。C#提供了一种显式接口实现机制,可以区分开这两种情况,一个示例代码如下:

interface  IMyInterface

{

     void func();

}

public class  A:IMyInterface

{

     void IMyInterface.func()

     {

          //……

     }

     public void func2()

     {

          //……

     }

}

     请注意在方法 func前以粗体突出显示的接口名称,这就是  C#对接口 IMyInterface的显式实现方式。

     当类 A显式实现接口  IMyInterface之后,只能以下面这种方式访问接口定义的方法:

IMyInterface  a = new  A();

a.func();

     以下代码将不能通过编译:

A  a = new  A();

a.func();

     由此得到一个结论:

     如果一个类显式实现某个接口,则只能以此接口类型的变量为媒介调用此接口所定义的方法,而不允许通过类的对象变量直接调用。

     或者这样说:

     被显式实现的接口方法只能通过接口实例访问,而不能通过类实例直接访问。

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