详解c# 多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态性意味着有多重形式。在面向对象编程范式中，多态性往往表现为"一个接口，多个功能"。

多态性可以是静态的或动态的。在静态多态性中，函数的响应是在编译时发生的。在动态多态性中，函数的响应是在运行时发生的。

在 C# 中，每个类型都是多态的，因为包括用户定义类型在内的所有类型都继承自 Object。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：

现实中，比如我们按下 F1 键这个动作：

• 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；
• 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；
• 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。

同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

静态多态性

在编译时，函数和对象的连接机制被称为早期绑定，也被称为静态绑定。C# 提供了两种技术来实现静态多态性。分别为：

• 函数重载
• 运算符重载
  

运算符重载将在下一章节讨论，接下来我们将讨论函数重载。

函数重载

您可以在同一个范围内对相同的函数名有多个定义。函数的定义必须彼此不同，可以是参数列表中的参数类型不同，也可以是参数个数不同。不能重载只有返回类型不同的函数声明。

下面的实例演示了几个相同的函数 Add()，用于对不同个数参数进行相加处理：

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
 public class TestData 
 { 
 public int Add(int a, int b, int c) 
 { 
  return a + b + c; 
 } 
 public int Add(int a, int b) 
 { 
  return a + b; 
 } 
 } 
 class Program 
 { 
 static void Main(string[] args) 
 { 
  TestData dataClass = new TestData();
  int add1 = dataClass.Add(1, 2); 
  int add2 = dataClass.Add(1, 2, 3);

  Console.WriteLine("add1 :" + add1);
  Console.WriteLine("add2 :" + add2); 
 } 
 } 
}

下面的实例演示了几个相同的函数 print()，用于打印不同的数据类型：

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
 class Printdata
 {
 void print(int i)
 {
  Console.WriteLine("输出整型: {0}", i );
 }

 void print(double f)
 {
  Console.WriteLine("输出浮点型: {0}" , f);
 }

 void print(string s)
 {
  Console.WriteLine("输出字符串: {0}", s);
 }
 static void Main(string[] args)
 {
  Printdata p = new Printdata();
  // 调用 print 来打印整数
  p.print(1);
  // 调用 print 来打印浮点数
  p.print(1.23);
  // 调用 print 来打印字符串
  p.print("Hello Runoob");
  Console.ReadKey();
 }
 }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

输出整型: 1
输出浮点型: 1.23
输出字符串: Hello Runoob

动态多态性

C# 允许您使用关键字 abstract 创建抽象类，用于提供接口的部分类的实现。当一个派生类继承自该抽象类时，实现即完成。抽象类包含抽象方法，抽象方法可被派生类实现。派生类具有更专业的功能。

请注意，下面是有关抽象类的一些规则：

• 您不能创建一个抽象类的实例。
• 您不能在一个抽象类外部声明一个抽象方法。
• 通过在类定义前面放置关键字 sealed，可以将类声明为密封类。当一个类被声明为 sealed 时，它不能被继承。抽象类不能被声明为 sealed。
  

下面的程序演示了一个抽象类：

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
 abstract class Shape
 {
 abstract public int area();
 }
 class Rectangle: Shape
 {
 private int length;
 private int width;
 public Rectangle( int a=0, int b=0)
 {
  length = a;
  width = b;
 }
 public override int area ()
 {
  Console.WriteLine("Rectangle 类的面积：");
  return (width * length);
 }
 }

 class RectangleTester
 {
 static void Main(string[] args)
 {
  Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
  double a = r.area();
  Console.WriteLine("面积： {0}",a);
  Console.ReadKey();
 }
 }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Rectangle 类的面积：

面积： 70

当有一个定义在类中的函数需要在继承类中实现时，可以使用虚方法。

虚方法是使用关键字 virtual 声明的。

虚方法可以在不同的继承类中有不同的实现。

对虚方法的调用是在运行时发生的。

动态多态性是通过 抽象类 和 虚方法 实现的。

以下实例创建了 Shape 基类，并创建派生类 Circle、 Rectangle、Triangle， Shape 类提供一个名为 Draw 的虚拟方法，在每个派生类中重写该方法以绘制该类的指定形状。

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Shape
{
 public int X { get; private set; }
 public int Y { get; private set; }
 public int Height { get; set; }
 public int Width { get; set; }
 
 // 虚方法
 public virtual void Draw()
 {
 Console.WriteLine("执行基类的画图任务");
 }
}

class Circle : Shape
{
 public override void Draw()
 {
 Console.WriteLine("画一个圆形");
 base.Draw();
 }
}
class Rectangle : Shape
{
 public override void Draw()
 {
 Console.WriteLine("画一个长方形");
 base.Draw();
 }
}
class Triangle : Shape
{
 public override void Draw()
 {
 Console.WriteLine("画一个三角形");
 base.Draw();
 }
}

class Program
{
 static void Main(string[] args)
 {
 // 创建一个 List<Shape> 对象，并向该对象添加 Circle、Triangle 和 Rectangle
 var shapes = new List<Shape>
 {
  new Rectangle(),
  new Triangle(),
  new Circle()
 };

 // 使用 foreach 循环对该列表的派生类进行循环访问，并对其中的每个 Shape 对象调用 Draw 方法
 foreach (var shape in shapes)
 {
  shape.Draw();
 }

 Console.WriteLine("按下任意键退出。");
 Console.ReadKey();
 }

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

画一个长方形
执行基类的画图任务
画一个三角形
执行基类的画图任务
画一个圆形
执行基类的画图任务
按下任意键退出。

下面的程序演示通过虚方法 area() 来计算不同形状图像的面积：

using System;
namespace PolymorphismApplication
{
 class Shape
 {
 protected int width, height;
 public Shape( int a=0, int b=0)
 {
  width = a;
  height = b;
 }
 public virtual int area()
 {
  Console.WriteLine("父类的面积：");
  return 0;
 }
 }
 class Rectangle: Shape
 {
 public Rectangle( int a=0, int b=0): base(a, b)
 {

 }
 public override int area ()
 {
  Console.WriteLine("Rectangle 类的面积：");
  return (width * height);
 }
 }
 class Triangle: Shape
 {
 public Triangle(int a = 0, int b = 0): base(a, b)
 {
 
 }
 public override int area()
 {
  Console.WriteLine("Triangle 类的面积：");
  return (width * height / 2);
 }
 }
 class Caller
 {
 public void CallArea(Shape sh)
 {
  int a;
  a = sh.area();
  Console.WriteLine("面积： {0}", a);
 }
 } 
 class Tester
 {
 
 static void Main(string[] args)
 {
  Caller c = new Caller();
  Rectangle r = new Rectangle(10, 7);
  Triangle t = new Triangle(10, 5);
  c.CallArea(r);
  c.CallArea(t);
  Console.ReadKey();
 }
 }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Rectangle 类的面积：
面积：70
Triangle 类的面积：
面积：25

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