review——C# （6）虛方法和覆寫方法

FROM P125

　　在上一節中看到，當使用基類引用訪問派生類對象時，得到的是基類的成員。虛方法可以使基類的引用訪問“升至”派生類內。

　　可以使用基類引用調用派生類（derived class）的方法，只需滿足下列條件：

　　□派生類的方法和基類的方法有相同的簽名和返回類型

　　□基類的方法使用virtual標注

　　□派生類的方法使用override標注

使用方法如下例：

    class MyBaseClass                                   //基類
    {
        virtual public void Print();
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
    }    

與上一節中不同，使用基類引用調用Print方法時，方法調用被傳遞到派生類並執行，因為：

□基類的方法被標記為virtual

□派生類中有匹配的override方法

如下圖所示，顯示了一個從virtual Print方法后面開始，並指向override Print方法的箭頭

具體示例如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        virtual public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the base class.");
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the derived class.");
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyDerivedClass derived = new MyDerivedClass();
            MyBaseClass mybc = (MyBaseClass)derived;        //強制轉換成基類
            derived.Print();
            mybc.Print();
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * This is the derived class.
 * This is the derived class.
 * */

其他的一些關於virtual和override的信息有：

□覆寫和被覆寫的方法必須有相同的可訪問性。e.g.不能是 被覆寫是private 而覆寫的是public

□不能覆寫static方法或非虛方法

□方法、屬性、索引器，以及另一種成員類型事件，都可以被聲明為virtual和override

 

Part2 覆寫標記為override的方法：

覆寫方法可以在繼承的任何層次中出現

□當使用對象基類部分的引用調用一個覆寫的方法時，方法的調用被沿派生層次上溯執行，一直到標記為override的方法的最高派生（most-derived）版本。

□如果在更高的派生級別有該方法的其他聲明，但沒有被標記為override，那么它們不會被調用

以以下實例來說明，其中三個類構成一個繼承的層次：

MyBaseClass、MyDerivedClass和SecondDerived。其均包含名稱為Print的方法，並帶有相同的簽名。且分別被標記為virtual、override、 override/new 分別看一下第三個類標記為這兩個的結果。

    class MyBaseClass                           //基類
    {
        virtual public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the base class.");
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the derived class.");
        }
    }
    class SecondDerived : MyDerivedClass        //最高派生類
    {
        ...// Given in the following pages
    }

 

1.情況1：使用override聲明Print

如果把SecondDerived的Print方法聲明為override，那么它會覆寫方法的全部兩個低派生級別的版本，如下圖所示，如果一個基類的引用被用於調用Print，它會向上傳遞通過整個鏈達到類SecondDerived中的實現。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        virtual public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the base class.");
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the derived class.");
        }
    }
    class SecondDerived : MyDerivedClass        //最高派生類
    {
        public override void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the second derived class.");
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SecondDerived derived = new SecondDerived();
            MyBaseClass mybc = (MyBaseClass)derived;        //強制轉換成基類

            derived.Print();
            mybc.Print();
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * This is the second derived class.
 * This is the second derived class.
 * */

結果是：無論Print是通過派生類調用還是通過基類調用，都會調用最高派生類中的方法。當通過基類調用時，調用被沿着繼承層次向上傳遞。

 

2.情況2：使用new聲明Print

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        virtual public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the base class.");
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the derived class.");
        }
    }
    class SecondDerived : MyDerivedClass        //最高派生類
    {
        new public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the second derived class.");
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SecondDerived derived = new SecondDerived();
            MyBaseClass mybc = (MyBaseClass)derived;        //強制轉換成基類

            derived.Print();
            mybc.Print();
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * This is the second derived class.
 * This is the derived class.
 * */

結果是：當方法Print通過SecondDerived的引用調用時，SecondDerived中的方法被執行，正如所期待的那樣。然而，當方法通過MyBaseClass的引用調用時，方法調用只向上傳遞了一級，到達類MyDerived，在那里它被執行。

本來想使用下列代碼進行 virtual -> override -> new ->override 的檢驗

class ThirdDerived : SecondDerived
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the third derived class.");
        }
    }

然而編譯器報錯為“ThirdDerived.Print()”: 繼承成員“SecondDerived.Print()”未標記為 virtual、abstract 或 override，無法進行重寫。

不過，當試驗virtual-> override->new ->virtual ->override 時卻是可以的，而實際上，這個中間多出的virtual是在對之前的一系列方法進行隱藏，即這個virtual其實應該寫作 new virtual。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        virtual public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the base class.");
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the derived class.");
        }
    }
    class SecondDerived : MyDerivedClass        //最高派生類
    {
        new public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the second derived class.");
        }
    }
    class ThirdDerived : SecondDerived
    {
        new virtual public void Print()
        {
        }
    }
    class FourthDerived : ThirdDerived
    {
        override public void Print()
        {
            Console.WriteLine("This is the fourth derived class.");
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            FourthDerived derived = new FourthDerived();
            MyBaseClass mybc = (MyBaseClass)derived;        //強制轉換成基類

            derived.Print();
            mybc.Print();
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * This is the fourth derived class.
 * This is the derived class.
 * */

綜上，對覆寫方法的總結為：

通過某個引用對方法進行調用時，實際執行的是從這里出發，連續的一段override覆寫中的最后一個的方法。（中間不可以用virtual隔開）。

 

Part3 覆蓋其他成員類型

以上已經描述了如何在方法上使用virtual/override，事實上，在屬性事件以及索引器上也是一樣的。e.g.下面的代碼演示了名為MyProperty的只讀屬性，其中使用了virtual/override

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        private int _mInt = 5;
        virtual public int MyProperty
        {
            get { return _mInt; }
        }
    }
    class MyDerivedClass : MyBaseClass          //派生類
    {
        private int _mInt = 10;
        public override int MyProperty
        {
            get
            {
                return _mInt;
            }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyDerivedClass derived = new MyDerivedClass();
            MyBaseClass mybc = (MyBaseClass)derived;        //強制轉換成基類

            Console.WriteLine(derived.MyProperty);
            Console.WriteLine(mybc.MyProperty);
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * 10
 * 10
 * */

這里需要注意的是，最終執行下去返回的屬性就是派生類的屬性。

 

p.s. 使用virtual聲明，並不影響方法or屬性or事件or索引的執行（字段無法被virtual修飾）。virtual修飾的方法or屬性or事件or索引仍可以有函數體。

如下例所示

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace review
{
    class MyBaseClass                           //基類
    {
        private int _mInt = 5;
        virtual public int MyProperty
        {
            get { return _mInt; }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyBaseClass mybc = new MyBaseClass();
            Console.WriteLine(mybc.MyProperty);
            Console.Read();
        }
    }
}
/*
 * 輸出如下：
 * 5
 * */