C#抽象類、接口、虛函數和抽象函數

一、抽象類：
      抽象類是特殊的類，只是不能被實例化；除此以外，具有類的其他特性；重要的是抽象類可以包括抽象方法，這是普通類所不能的。抽象方法只能聲明於抽象類中，且不包含任何實現，派生類必須覆蓋它們。另外，抽象類可以派生自一個抽象類，可以覆蓋基類的抽象方法也可以不覆蓋，如果不覆蓋，則其派生類必須覆蓋它們。

二、接口：
      接口是引用類型的，類似於類,和抽象類的相似之處有三點：
       1、不能實例化；
       2、包含未實現的方法聲明；
       3、派生類必須實現未實現的方法，抽象類是抽象方法，接口則是所有成員（不僅是方法包括其他成員）；

       另外，接口有如下特性：
接口除了可以包含方法之外，還可以包含屬性、索引器、事件，而且這些成員都被定義為公有的。除此之外，不能包含任何其他的成員，例如：常量、域、構造函數、析構函數、靜態成員。一個類可以直接繼承多個接口，但只能直接繼承一個類（包括抽象類）

三、抽象類和接口的區別：
      1.類是對對象的抽象，可以把抽象類理解為把類當作對象，抽象成的類叫做抽象類.而接口只是一個行為的規范或規定，微軟的自定義接口總是后帶able字段，證明其是表述一類類“我能做。。。”.抽象類更多的是定義在一系列緊密相關的類間，而接口大多數是關系疏松但都實現某一功能的類中. 
      2.接口基本上不具備繼承的任何具體特點,它僅僅承諾了能夠調用的方法;     
      3.一個類一次可以實現若干個接口,但是只能擴展一個父類     
      4.接口可以用於支持回調,而繼承並不具備這個特點.     
      5.抽象類不能被密封。   （密封類就是在類聲明時用一個關鍵字sealed，密封方法也一樣，密封了的方法不能被小重寫。）
      6.抽象類實現的具體方法默認為虛的，但實現接口的類中的接口方法卻默認為非虛的，當然您也可以聲明為虛的. 
      7.（接口）與非抽象類類似，抽象類也必須為在該類的基類列表中列出的接口的所有成員提供它自己的實現。但是，允許抽象類將接口方法映射到抽象方法上。   
      8.抽象類實現了oop中的一個原則，把可變的與不可變的分離。抽象類和接口就是定義為不可變的，而把可變的作為子類去實現。   
      9.好的接口定義應該是具有專一功能性的，而不是多功能的，否則造成接口污染。如果一個類只是實現了這個接口的中一個功能，而不得不去實現接口中的其他方法，就叫接口污染。   
     10.盡量避免使用繼承來實現組建功能，而是使用黑箱復用，即對象組合。因為繼承的層次增多，造成最直接的后果就是當你調用這個類群中某一類，就必須把他們全部加載到棧中！后果可想而知.（結合堆棧原理理解）。同時，有心的朋友可以留意到微軟在構建一個類時，很多時候用到了對象組合的方法。比如asp.NET中，Page類，有Server Request等屬性，但其實他們都是某個類的對象。使用Page類的這個對象來調用另外的類的方法和屬性，這個是非常基本的一個設計原則。   
     11.如果抽象類實現接口，則可以把接口中方法映射到抽象類中作為抽象方法而不必實現，而在抽象類的子類中實現接口中方法.
四、抽象類和接口的使用：
      1. 如果預計要創建組件的多個版本，則創建抽象類。抽象類提供簡單的方法來控制組件版本。
      2.如果創建的功能將在大范圍的全異對象間使用，則使用接口。如果要設計小而簡練的功能塊，則使用接口。
      3.如果要設計大的功能單元，則使用抽象類.如果要在組件的所有實現間提供通用的已實現功能，則使用抽象類。   
      4.抽象類主要用於關系密切的對象；而接口適合為不相關的類提供通用功能。

幾個形象比喻,真的非常不錯,呵呵:
1.飛機會飛，鳥會飛，他們都繼承了同一個接口“飛”；但是F22屬於飛機抽象類，鴿子屬於鳥抽象類。
2. 就像鐵門木門都是門（抽象類），你想要個門我給不了（不能實例化），但我可以給你個具體的鐵門或木門（多態）；而且只能是門，你不能說它是窗（單繼承）；一個門可以有鎖（接口）也可以有門鈴（多實現）。 門（抽象類）定義了你是什么，接口（鎖）規定了你能做什么（一個接口最好只能做一件事，你不能要求鎖也能發出聲音吧（接口污染））。

五、接口的優勢

1.接口用於描述一組類的公共方法/公共屬性. 它不實現任何的方法或屬性，只是告訴繼承它的類至少要實現哪些功能, 繼承它的類可以增加自己的方法. 
2.使用接口可以使繼承它的類: 命名統一/規范,易於維護.比如:  兩個類 "狗"和"貓",如果它們都繼承了接口"動物",其中動物里面有個方Behavior(),那么狗和貓必須得實現Behavior()方法，並且都命名為Behavior這樣就不會出現命名太雜亂的現象.如果命名不是Behavior()，接口會約束即不按接口約束命名編譯不會通過.
3.提供永遠的接口。當類增加時，現有接口方法能夠滿足繼承類中的大多數方法，沒必要重新給新類設計一組方法，也節省了代碼，提高了開發效率.

舉個代碼示例:

[c-sharp]copy

 

 

 

public EyeNumber;   

•   Behavior();    
• }  
• //類: 狗public ActiveTime = ;  
•       Behavior()  
• );  
•     }  
• //類: 貓public ActiveTime = ;  
•   Behavior()  
•     {                
• );  
• //簡單的應用:public Main()  
• {  
•  Dog();  
•     myDog.Behavior();    Cat();  
•     myCat.Behavior();     以上調用不同的類的相同名方法，會輸出不同的東東，也就是說每個類里面的同名方法完成的功能可以是完全不同的.更進一步，不是用上面Main方法這樣一個一個調用類的方法，用多態性實現其調用.
    看一下下面這個方法:
  
  [c-sharp]  copy

   

   
    其參數是<<接口類型>>，任何繼承它的類都可以調用此方法，此方法能根據類的不同調用不同的類中的方法. 也即能夠自己根據不同的類，完成不同的類的功能.
    多態性代碼示例:  
  
  [c-sharp]  copy

   

   
   Dog();  
• Cat myCat =  Cat();  
•   
• Behavior(myCat);    
• 
    這樣Behavior方法寫一次就能完成所有繼承它的類中的相同名方法的不同功能. 非常方便.同樣，由於“動物軟件”功能需求，需要再增加一個"龜"類:
  
  [c-sharp]  copy

   

   
  public ActiveTime = ;  
•   Behavior()  
•     {                 
• );  
•     }  
•   那么也可以調用上面多態方法，所以說接口使方法具有較好擴展性.如果繼承它的類很多的話，有多少好處是可想而知的!
  

   

  六、基類（包括抽象類）的優勢

  1. 在基類中可以加代碼邏輯,但接口不能.    
  根據上面的Behavior方法的實現:

   

  [c-sharp]  copy

   

   
   重構一下, 如果Dog, Cat等子類不是繼承接口而是繼承基類的話, 可以將 這個方法移到基類中, 真正實現OO的面向對象思想--封裝性, 把類外面方法移到了類內部. 即使用時可以僅使用基類實例的方法即可完成各個子類的功能, 沒必要讓使用者了解子類(聲明子類的實例). 則代碼會變為:
  
  [c-sharp]  copy

   

   
   Dog();  
• Cat myCat =  Cat();  
•  Animal(Dog);  
• animal.Behavior();  
•  Animal(Cat);  
• animal.Behavior();      
• 
     2. 如果要在接口中增加一個方法, 所有實現它的類都強制重載一遍此方法, 如果重載類很多時, 會增大工作量. 而繼承類時只要把需要重載(override)的方法, 在基類中指定為虛方法(virtual)即可.
     3. 類繼承較接口可以實現 "代碼重用", 是接口致命弱點, 如Asp.net 2.0中角色成員管理和WebPart的可定制功能Provider就是一系列抽象基類而不是接口.
  

   

  (三). 歸納總結
   I.  一般在僅實現單繼承用途時, 盡量用基類; 反之使用接口.
   II. 如果基類不作為業務對象(在應用時不需要聲明其實例), 則盡量聲明為抽象類;  否則聲明為一般基類.         
   III. 各個子類如果 公共(重用)代碼較多, 建議使用類繼承方式, 把公共代碼抽象到基類中

  七、抽象方法與虛方法

  虛方法和抽象方法都可以供派生類重寫，它們之間有什么區別呢？
  1. 虛方法必須有實現部分，並為派生類提供了覆蓋該方法的選項；抽象方法沒有提供實現部分，抽象方法是一種強制派生類覆蓋的方法，否則派生類將不能被實例化。如：

  [c-sharp]copy

   

   

   
  public  Animal  
• public  Sleep();  
• public  Eat();  
• }  
• //虛方法public Animal  
• public  Sleep(){}  
• public  Eat(){}  
• }  
• 
  2. 抽象方法只能在抽象類中聲明， 抽象方法必須在派生類中重寫；虛方法不是也不必要重寫。其實如果類包含抽象方法，那么該類也是抽象的，也必須聲明為抽象的。如： 
  
  [c-sharp]  copy

   

   
   Animal  
• {  
• public  Sleep();  
•    Eat();  
• 

   

  編譯器會報錯：
  Main.cs(10): 'VSTest.Animal.Sleep()' is abstract but it is contained in nonabstract class 'VSTest.Animal'
  Main.cs(11): 'VSTest.Animal.Eat()' is abstract but it is contained in nonabstract class 'VSTest.Animal'

   

  3. 抽象方法必須在派生類中重寫，這一點跟接口類似，虛方法不必。抽象方法不能聲明方法實體 而虛方法可以 包含抽象方法的類不能實例化 ，而包含虛方法的類可以實例化！如：
  
  [c-sharp]  copy

   

   
    Animal  
• {  
• public  Sleep();  
•    Eat();  
• public Cat : Animal  
• {  
• public  Sleep()  
• {  
• // we need implement Animal.Eat() here 編譯器會報錯：

   

    Main.cs(14): 'VSTest.Cat' does not implement inherited abstract member 'VSTest.Animal.Eat()'

    因為我們沒有實現抽象類中所有抽象方法。

  抽象方法只有聲明沒有實現，需要在子類中實現；虛擬方法有聲明和實現，並且可以在子類中覆蓋，也可以不覆蓋使用父類的默認實現。並且抽象類不能被實例化，只能實例化實現了全部抽象方法的派生類
  抽象方法是虛擬方法的一種
  抽象方法沒有實現，它的存在只是為派生類統一接口；派生類應該實現這個方法如果編寫一個基類，它永遠不會被實現，那么就應該將這個類中的一個或多個方法定義為抽象方法。
  
  只允許在抽象類中使用抽象方法聲明
  虛方法與多態性關系密切，虛方法允許派生類完全或部分重寫該類的方法，需寫方法體。抽象類中可以包含抽象方法與一般的方法，抽象類不可以new,抽象方法只是一個定義，沒有方法體，也就是沒有{}，也不要在里面寫內容。它們兩個相像的一點是都用override重寫。