Герберт Шилдт - C# 4.0 полное руководство - 2011
И еще одно замечание: свойства также подлежат модификации ключевым словом virtual и переопределению ключевым словом override. Это же относится и к индексаторам.
Что дает переопределение методов
Благодаря переопределению методов в C# поддерживается динамический полиморфизм. В объектно-ориентированном программировании полиморфизм играет очень важную роль, потому что он позволяет определить в общем классе методы, которые становятся общими для всех производных от него классов, а в производных классах — определить конкретную реализацию некоторых или же всех этих методов. Переопределение методов — это еще один способ воплотить в C# главный принцип полиморфизма: один интерфейс — множество методов.
Удачное применение полиморфизма отчасти зависит от правильного понимания той особенности, что базовые и производные классы образуют иерархию, которая продвигается от меньшей к большей специализации. При надлежащем применении базовый класс предоставляет все необходимые элементы, которые могут использоваться в производном классе непосредственно. А с помощью виртуальных методов в базовом классе определяются те методы, которые могут быть самостоятельно реализованы в производном классе. Таким образом, сочетая наследование с виртуальными методами, можно определить в базовом классе общую форму методов, которые будут использоваться во всех его производных классах.
Применение виртуальных методов
Для того чтобы стали понятнее преимущества виртуальных методов, применим их в классе TwoDShape. В предыдущих примерах в каждом классе, производном от класса TwoDShape, определялся метод Area (). Но, по-видимому, метод Area () лучше было бы сделать виртуальным в классе TwoDShape и тем самым предоставить возможность переопределить его в каждом производном классе с учетом особенностей расчета площади той двумерной формы, которую инкапсулирует этот класс. Именно это и сделано в приведенном ниже примере программы. Ради удобства демонстрации классов в этой программе введено также свойство паше в классе TwoDShape.
// Применить виртуальные методы и полиморфизм-.
using System;
class TwoDShape { double pri_width; double pri_height;
// Конструктор по умолчанию, public TwoDShape() {
Width = Height = 0.0; name = "null";
}
// Параметризированный конструктор.'
public TwoDShape(double w, double h, string n) {
Width = w;
Height = h; name = n;
}
// Сконструировать объект равной ширины и высоты, public TwoDShape(double х, string n) {
Width = Height = x; name = n;
}
// Сконструировать копию объекта TwoDShape. public TwoDShape(TwoDShape ob) {
Width = ob.Width;
Height = ob.Height; name = ob.name;
}
// Свойства ширины и высоты объекта, public double Width {
get { return pri_width; }
set { pri_width = value < 0 ? -value : value; }
}
public double Height {
get { return pri_height; }
set -{ pri_height = value < 0 ? -value : value; }
}
public string name { get; set; }
public void ShowDim() {
Console.WriteLine("Ширина и высота равны " +
Width + " и " + Height);
}
public virtual double Area() {
Console.WriteLine("Метод Area() должен быть переопределен"); return 0.0;
}
}
// Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape.
class Triangle : TwoDShape { string Style;
// Конструктор, используемый по умолчанию, public Triangle() {
Style = "null";
}
// Конструктор для класса Triangle, public Triangle(string s, double w, double h) : base (w, h, "треугольник") {
Style = s;
}
// Сконструировать равнобедренный треугольник, public Triangle(double x) : base(x, "треугольник") {
Style = "равнобедренный";
}
// Сконструировать копию объекта типа Triangle, public Triangle(Triangle ob) : base(ob) {
Style = ob.Style;
}
// Переопределить метод Area() для класса Triangle, public override double Area() { return Width * Height / 2;
}
// Показать тип треугольника, public void ShowStyle() {
Console.WriteLine("Треугольник " + Style);
}
I/ Класс для прямоугольников, производный от класса TwoDShape. class Rectangle : TwoDShape {
// Конструктор для класса Rectangle, public Rectangle(double w, double h) : base (w, h, "прямоугольник") { }
// Сконструировать квадрат, public Rectangle(double x) : base(x, "прямоугольник") { }
// Сконструировать копию объекта типа Rectangle, public Rectangle(Rectangle ob) : base(ob) { }
// Возвратить логическое значение true, если // прямоугольник окажется квадратом, public bool IsSquareO {
if(Width == Height) return true; return false;
}
// Переопределить метод Area() для класса Rectangle, public override double Area() { return Width * Height;
}
}
class DynShapes {
static void Main() {
TwoDShape[] shapes = new TwoDShape[5] ;
shapes[0] = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0); shapes[1] = new Rectangle(10);
shapes[2] = new Rectangle(10, 4);
shapes[3] = new Triangle(7.0);
shapes[4] = new TwoDShape(10, 20, "общая форма");
for (int i=0; i < shapes.Length; i++) {
Console.WriteLine("Объект — " + shapes[i].name);
Console.WriteLine("Площадь равна " + shapes[i].Area());
Console.WriteLine();
}
}
}
При выполнении этой программы получается следующий результат.
Объект — треугольник Площадь равна 48
Объект — прямоугольник Площадь равна 100
Площадь равна 40
Объект — треугольник Площадь равна 24.5
Объект — общая форма
Метод Area() должен быть переопределен Площадь равна 0
Рассмотрим данный пример программы более подробно. Прежде всего, метод Area () объявляется как virtual в классе TwoDShape и переопределяется в классах Triangle и Rectangle по объяснявшимся ранее причинам. В классе TwoDShape метод Area () реализован в виде заполнителя, который сообщает о том, что пользователь данного метода должен переопределить его в производном классе. Каждое переопределение метода Area () предоставляет конкретную его реализацию, соответствующую типу объекта, инкапсулируемого в производном классе. Так, если реализовать класс для эллипсов, то метод Area () должен вычислять площадь эллипса.
У программы из рассматриваемого здесь примера имеется еще одна примечательная особенность. Обратите внимание на то, что в методе Main () двумерные формы объявляются в виде массива объектов типа TwoDShape, но элементам этого массива присваиваются ссылки на объекты классов Triangle, Rectangle и TwoDShape. И это вполне допустимо, поскольку по ссылке на базовый класс можно обращаться к объекту прризводного класса. Далее в программе происходит циклическое обращения к элементам данного массива для вывода сведений о каждом объекте. Несмотря на всю свою простоту, данный пример наглядно демонстрирует преимущества наследования и переопределения методов. Тип объекта, хранящийся в переменной ссылки на базовый класс, определяется во время выполнения и соответственно обусловливает дальнейшие действия. Так, если объект является производным от класса TwoDShape, то для получения его площади вызывается метод Area (). Но интерфейс для выполнения этой операции остается тем же самым независимо от типа используемой двумерной формы.
Применение абстрактных классов
Иногда требуется создать базовый класс, в котором определяется лишь самая общая форма для всех его производных классов, а наполнение ее деталями предоставляется каждому из этих классов. В таком классе определяется лишь характер методов, которые должны быть конкретно реализованы в производных классах, а не в самом базовом классе. Подобная ситуация возникает, например, в связи с невозможностью получить содержательную реализацию метода в базовом классе. Именно такая ситуация была продемонстрирована в варианте класса TwoDShape из предыдущего примера, где метод Area () был просто определен как заполнитель. Такой метод не вычисляет и не выводит площадь двумерного объекта любого типа.
Создавая собственные библиотеки классов, вы можете сами убедиться в том, что у метода зачастую отсутствует содержательное определение в контексте его базового класса. Подобная ситуация разрешается двумя способами. Один из них, как показано в предыдущем примере, состоит в том, чтобы просто выдать предупреждающее сообщение. Такой способ может пригодиться в определенных ситуациях, например при отладке, но в практике программирования он обычно не применяется. Ведь в базовом классе могут быть объявлены методы, которые должны быть переопределены в производном классе, чтобы этот класс стал содержательным. Рассмотрим для примера класс Triangle. Он был бы неполным, если бы в нем не был переопределен метод Area (). В подобных случаях требуется какой-то способ, гарантирующий, что в производном классе действительно будут переопределены все необходимые методы. И такой способ в C# имеется. Он состоит в использовании абстрактного метода.
