文章出處

在本文中,我們討論OOP中的熱點之一: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現抽象類,并一一進行解析。

Abstract Classes

image

在微軟的MSDN中,對抽象類有如下的定義:

用abstract 關鍵字可定義抽象類,要求其子類必須實現抽象類的函數、屬性等。抽象類不可被實例化。抽象類提供了統一的定義,用于其不同子類直接共享數據、函數。 抽象類也可定義抽象函數。

 

Abstract Classes實戰

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();
        }
    }
}

編譯報錯:

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

結論:無法用new關鍵字來實例化一個抽象類。

 

Abstract Class的非抽象函數

給抽象類ClassA添加一些非抽象函數的代碼:

    /// <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,依然報錯。 抽象類無論是否有抽象、非抽象函數,均無法通過new關鍵字來實例化。

 

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();
        }
    }

編譯的結果:不再報錯。

結論:一個類可以繼承自abstract 修飾的抽象類,且可被new關鍵字初始化。

 

Abstract Class的非抽象函數聲明

在ClassA中聲明YYY函數--無函數體。

    /// <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,結果報錯:

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

 

結論是需要對YYY添加函數體,或者添加abstract的修飾符。

 

Abstract Class的抽象函數聲明

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();
        }
    }

 

編譯結果,報錯:

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

結論:我們在abstract 類中聲明了一個abstract 的函數,但是并未在其子類ClassB中實現其內容;當使用new關鍵字初始化ClassB的時候則會報錯----無法使用new關鍵字初始化一個abstract類。

 

子類繼承實現抽象函數

在子類中添加YYY的實現。

/// <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();
        }
    }

編譯結果,報錯:

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()'.

結論:要使得子類繼承基類的YYY函數,需要用到override關鍵字,然后才可以用new關鍵字實例化ClassB。

image

 

非抽象類的抽象函數

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,結果報錯:

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

結果分析:聲明abstract的函數,必須同時聲明類為abstract。

        abstract 的函數不能同時添加static或virtual關鍵字。

 

抽象基類函數

 

/// <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,結果報錯:

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

結果分析:ClassB中無法使用base調用基類的abstract函數--因為其不存在。

 

最后一個問題,可否在抽象類中添加sealed關鍵字,結果是不可以。

抽象類不能添加sealed、static類修飾符的。

 

結論

通過下面幾點,歸納一下本文的結論。

  • 無法使用new來實例化abstract 抽象類
  • abstract 抽象類可以有子類,其子類實現抽象方法后,可被new實例化對象
  • 如聲明了abstract 的函數,則必須聲明abstract 的類
  • 當override抽象基類,無法修改基類函數的簽名
  • abstract函數,無法同時添加static、virtual關鍵字
  • 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#)


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