Текст книги "Полное руководство. С# 4.0"

Автор книги: Герберт Шилдт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 21 (всего у книги 58 страниц)

Обратите также внимание на следующее: ключевое слово new используется в при веденном выше коде с целью сообщить компилятору о том, что метод Show(), вновь объявляемый в производном классе В, намеренно скрывает другой метод Show(), определенный в базовом классе А. Создание многоуровневой иерархии классов

В представленных до сих пор примерах программ использовались простые иерар хии классов, состоявшие только из базового и производного классов. Но в C# мож но также строить иерархии, состоящие из любого числа уровней наследования. Как упоминалось выше, многоуровневая иерархия идеально подходит для использования одного производного класса в качестве базового для другого производного класса. Так, если имеются при класса, А, В и С, то класс С может наследовать от класса В, а тот, в свою очередь, от класса А. В таком случае каждый производный класс наследует ха рактерные особенности всех своих базовых классов. В частности, класс С наследует все члены классов В и А.

Для того чтобы показать, насколько полезной может оказаться многоуровневая иерархия классов, рассмотрим следующий пример программы. В ней производный класс Triangle служит в качестве базового для создания другого производного клас са – ColorTriangle. При этом класс ColorTriangle наследует все характерные осо бенности, а по существу, члены классов Triangle и TwoDShape, к которым добавляет ся поле color, содержащее цвет треугольника. // Пример построения многоуровневой иерархии классов. using System; class TwoDShape { double pri_width; double pri_height; // Конструктор, используемый по умолчанию. public TwoDShape() { Width = Height = 0.0; } // Конструктор для класса TwoDShape. public TwoDShape(double w, double h) { Width = w; Height = h; } // Сконструировать объект равной ширины и высоты. public TwoDShape(double х) { Width = Height = x; } // 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 void ShowDim() { Console.WriteLine("Ширина и высота равны " + Width + " и " + Height); } } // Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape. class Triangle : TwoDShape { string Style; // закрытый член класса /* Конструктор, используемый по умолчанию. Автоматически вызывает конструктор, доступный по умолчанию в классе TwoDShape. */ public Triangle() { Style = "null"; } // Конструктор. public Triangle(string s, double w, double h) : base(w, h) { Style = s; } // Сконструировать равнобедренный треугольник. public Triangle(double x) : base(x) { Style = "равнобедренный"; } // Возвратить площадь треугольника. public double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); } } // Расширить класс Triangle. class ColorTriangle : Triangle { string color; public ColorTriangle(string c, string s, double w, double h) : base(s, w, h) { color = c; } // Показать цвет треугольника. public void ShowColor() { Console.WriteLine("Цвет " + color); } } class Shapes6 { static void Main() { ColorTriangle t1 = new ColorTriangle("синий", "прямоугольный", 8.0, 12.0); ColorTriangle t2 = new ColorTriangle("красный", "равнобедренный", 2.0, 2.0); Console.WriteLine("Сведения об объекте t1: "); t1.ShowStyle(); t1.ShowDim(); t1.ShowColor(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t1.Area()); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Сведения об объекте t2: "); t2.ShowStyle(); t2.ShowDim(); t2.ShowColor(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t2.Area()); } }

При выполнении этой программы получается следующей результат. Сведения об объекте t1: Треугольник прямоугольный Ширина и высота равны 8 и 12 Цвет синий Площадь равна 48 Сведения об объекте t2: Треугольник равнобедренный Ширина и высота равны 2 и 2 Цвет красный Площадь равна 2

Благодаря наследованию в классе ColorTriangle могут использоваться опреде ленные ранее классы Triangle и TwoDShape, к элементам которых добавляется лишь та информация, которая требуется для конкретного применения данного класса. В этом отчасти и состоит ценность наследования, поскольку оно допускает повторное использование кода.

Приведенный выше пример демонстрирует еще одно важное положение: ключе вое слово base всегда обозначает ссылку на конструктор ближайшего по иерархии базового класса. Так, ключевое слово base в классе ColorTriangle обозначает вызов конструктора из класса Triangle, а ключевое слово base в классе Triangle – вызов конструктора из класса TwoDShape. Если же в иерархии классов конструктору базо вого класса требуются параметры, то все производные классы должны предоставлять эти параметры вверх по иерархии, независимо от того, требуются они самому произ водному классу или нет. Порядок вызова конструкторов

В связи с изложенными выше в отношении наследования и иерархии классов мо жет возникнуть следующий резонный вопрос: когда создается объект производного класса и какой конструктор выполняется первым – тот, что определен в производном классе, или же тот, что определен в базовом классе? Так, если имеется базовый класс А и производный класс В, то вызывается ли конструктор класса А раньше конструктора класса В? Ответ на этот вопрос состоит в том, что в иерархии классов конструкторы вы зываются по порядку выведения классов: от базового к производному. Более того, этот порядок остается неизменным независимо от использования ключевого слова base. Так, если ключевое слово base не используется, то выполняется конструктор по умол чанию, т.е. конструктор без параметров. В приведенном ниже примере программы демонстрируется порядок вызова и выполнения конструкторов. // Продемонстрировать порядок вызова конструкторов. using System; // Создать базовый класс. class А { public А() { Console.WriteLine("Конструирование класса А."); } } // Создать класс, производный от класса А. class В : А { public В() { Console.WriteLine("Конструирование класса В."); } } // Создать класс, производный от класса В. class С : В { public С() { Console.WriteLine("Конструирование класса С."); } } class OrderOfConstruction { static void Main() { С с = new С(); } }

Вот к какому результату приводит выполнение этой программы. Конструирование класса А. Конструирование класса В. Конструирование класса С.

Как видите, конструкторы вызываются по порядку выведения их классов.

Если хорошенько подумать, то в вызове конструкторов по порядку выведения их классов можно обнаружить определенный смысл. Ведь базовому классу ничего не из вестно ни об одном из производных от него классов, и поэтому любая инициализация, которая требуется его членам, осуществляется совершенно отдельно от инициализа ции членов производного класса, а возможно, это и необходимое условие. Следова тельно, она должна выполняться первой. Ссылки на базовый класс и объекты производных классов

Как вам должно быть уже известно, C# является строго типизированным языком программирования. Помимо стандартных преобразований и автоматического про движения простых типов значений, в этом языке строго соблюдается принцип совме стимости типов. Это означает, что переменная ссылки на объект класса одного типа, как правило, не может ссылаться на объект класса другого типа. В качестве примера рассмотрим следующую программу, в которой объявляются два класса одинаковой структуры. // Эта программа не подлежит компиляции. class X { int а; public X(int i) { a = i; } } class Y { int a; public Y(int i) { a = i; } } class IncompatibleRef { static void Main() { X x = new X(10); X x2; Y у = new Y(5); x2 = x; // верно, поскольку оба объекта относятся к одному и тому же типу х2 = у; // ошибка, поскольку это разнотипные объекты } }

Несмотря на то что классы X и Y в данном примере совершенно одинаковы по своей структуре, ссылку на объект типа Y нельзя присвоить переменной ссылки на объект типа X, поскольку типы у них разные. Поэтому следующая строка кода оказывается неверной и может привести к ошибке из-за несовместимости типов во время компи ляции. х2 = у; // неверно, поскольку это разнотипные объекты

Вообще говоря, переменная ссылки на объект может ссылаться только на объект своего типа.

Но из этого принципа строгого соблюдения типов в C# имеется одно важное ис ключение: переменной ссылки на объект базового класса может быть присвоена ссыл ка на объект любого производного от него класса. Такое присваивание считается впол не допустимым, поскольку экземпляр объекта производного типа инкапсулирует эк земпляр объекта базового типа. Следовательно, по ссылке на объект базового класса можно обращаться к объекту производного класса. Ниже приведен соответствующий пример. // По ссылке на объект базового класса можно обращаться // к объекту производного класса. using System; class X { public int a; public X(int i) { a = i; } } class Y : X { public int b; public Y(int i, int j) : base(j) { b = i; } } class BaseRef { static void Main() { X x = new X(10); X x2; Y у = new Y(5, 6); x2 = x; // верно, поскольку оба объекта относятся к одному и тому же типу Console.WriteLine("х2.а: " + х2.а); х2 = у; // тоже верно, поскольку класс Y является производным от класса X Console.WriteLine("х2.а: " + х2.а); // ссылкам на объекты класса X известно только о членах класса X х2.а = 19; // верно // х2.b = 27; // неверно, поскольку член b отсутствует у класса X } }

В данном примере класс Y является производным от класса X. Поэтому следующая операция присваивания: х2 = у; // тоже верно, поскольку класс Y является производным от класса X

считается вполне допустимой. Ведь по ссылке на объект базового класса (в данном слу чае – это переменная х2 ссылки на объект класса X) можно обращаться к объекту про изводного класса, т.е. к объекту, на который ссылается переменная у.

Следует особо подчеркнуть, что доступ к конкретным членам класса определяется типом переменной ссылки на объект, а не типом объекта, на который она ссылается. Это означает, что если ссылка на объект производного класса присваивается перемен ной ссылки на объект базового класса, то доступ разрешается только к тем частям это го объекта, которые определяются базовым классом. Именно поэтому переменной х2 недоступен член b класса Y, когда она ссылается на объект этого класса. И в этом есть своя логика, поскольку базовому классу ничего не известно о тех членах, которые до бавлены в производный от него класс. Именно поэтому последняя строка кода в при веденном выше примере была закомментирована.

Несмотря на кажущийся несколько отвлеченным характер приведенных выше рас– суждений, им можно найти ряд важных применений на практике. Одно из них рас сматривается ниже, а другое – далее в этой главе, когда речь пойдет о виртуальных методах.

Один из самых важных моментов для присваивания ссылок на объекты произво дного класса переменным базового класса наступает тогда, когда конструкторы вы зываются в иерархии классов. Как вам должно быть уже известно, в классе нередко определяется конструктор, принимающий объект своего класса в качестве параметра. Благодаря этому в классе может быть сконструирована копия его объекта. Этой осо бенностью можно выгодно воспользоваться в классах, производных от такого класса. В качестве примера рассмотрим очередные варианты классов TwoDShape и Triangle. В оба класса добавлены конструкторы, принимающие объект в качестве параметра. // Передать ссылку на объект производного класса // переменной ссылки на объект базового класса. using System; class TwoDShape { double pri_width; double pri_height; // Конструктор по умолчанию. public TwoDShape() { Width = Height = 0.0; } // Конструктор для класса TwoDShape. public TwoDShape(double w, double h) { Width = w; Height = h; } // Сконструировать объект равной ширины и высоты. public TwoDShape(double х) { Width = Height = x; } // Сконструировать копию объекта TwoDShape. public TwoDShape(TwoDShape ob) { Width = ob.Width; Height = ob.Height; } // 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 void ShowDim() { Console.WriteLine("Ширина и высота равны " + Width + " и " + Height); } } // 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) { Style = s; } // Сконструировать равнобедренный треугольник. public Triangle(double x) : base(x) { Style = "равнобедренный"; } // Сконструировать копию объекта типа Triangle. public Triangle (Triangle ob) : base(ob) { Style = ob.Style; } // Возвратить площадь треугольника. public double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); } } class Shapes7 { static void Main() { Triangle t1 = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0); // Сделать копию объекта t1. Triangle t2 = new Triangle(t1); Console.WriteLine("Сведения об объекте t1: "); t1.ShowStyle(); t1.ShowDim(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t1.Area()); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Сведения об объекте t2: "); t2.ShowStyle(); t2.ShowDim(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t2.Area()); } }

В представленном выше примере объект t2 конструируется из объекта t1 и поэто му подобен ему. Ниже приведен результат выполнения кода из данного примера. Сведения об объекте t1: Треугольник прямоугольный Ширина и высота равны 8 и 12 Площадь равна 48 Сведения об объекте t2: Треугольник прямоугольный Ширина и высота равны 8 и 12 Площадь равна 48

Обратите особое внимание на следующий конструктор класса Triangle: public Triangle(Triangle ob) : base(ob) { Style = ob.Style; }

Он принимает объект типа Triangle в качестве своего параметра и передает его (с помощью ключевого слова base) следующему конструктору класса TwoDShape. public TwoDShape(TwoDShape ob) { Width = ob.Width; Height = ob.Height; }

Самое любопытное, что конструктор TwoDShape() предполагает получить объект класса TwoDShape, тогда как конструктор Triangle() передает ему объект класса Triangle. Как пояснялось выше, такое вполне допустимо, поскольку по ссылке на объект базового класса можно обращаться к объекту производного класса. Следова тельно, конструктору TwoDShape() можно на совершенно законных основаниях пере дать ссылку на объект класса, производного от класса TwoDShape. А поскольку кон структор TwoDShape() инициализирует только те части объекта производного класса, которые являются членами класса TwoDShape, то для него не имеет никакого значения, содержит ли этот объект другие члены, добавленные в производном классе. Виртуальные методы и их переопределение

Виртуальным называется такой метод, который объявляется как virtual в базовом классе. Виртуальный метод отличается тем, что он может быть переопределен в одном или нескольких производных классах. Следовательно, у каждого производного класса может быть свой вариант виртуального метода. Кроме того, виртуальные методы ин тересны тем, что именно происходит при их вызове по ссылке на базовый класс. В этом случае средствами языка C# определяется именно тот вариант виртуального метода, который следует вызывать, исходя из типа объекта, к которому происходит обраще ние по ссылке, причем это делается во время выполнения. Поэтому при ссылке на разные типы объектов выполняются разные варианты виртуального метода. Иными словами, вариант выполняемого виртуального метода выбирается по типу объекта, а не по типу ссылки на этот объект. Так, если базовый класс содержит виртуальный метод и от него получены производные классы, то при обращении к разным типам объектов по ссылке на базовый класс выполняются разные варианты этого виртуального метода.

Метод объявляется как виртуальный в базовом классе с помощью ключевого сло ва virtual, указываемого перед его именем. Когда же виртуальный метод переопре деляется в производном классе, то для этого используется модификатор override. А сам процесс повторного определения виртуального метода в производном классе называется переопределением метода. При переопределении имя, возвращаемый тип и сигнатура переопределяющего метода должны быть точно такими же, как и у того виртуального метода, который переопределяется. Кроме того, виртуальный метод не может быть объявлен как static или abstract (подробнее данный вопрос рассма тривается далее в этой главе).

Переопределение метода служит основанием для воплощения одного из самых эффективных в C# принципов: динамической диспетчеризации методов, которая пред ставляет собой механизм разрешения вызова во время выполнения, а не компиляции. Значение динамической диспетчеризации методов состоит в том, что именно благо даря ей в C# реализуется динамический полиморфизм.

Ниже приведен пример, демонстрирующий виртуальные методы и их переопре деление. // Продемонстрировать виртуальный метод. using System; class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); } } class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derivedl"); } } class Derived2 : Base { // Вновь переопределить метод Who() в еще одном производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived2"); } } class OverrideDemo { static void Main() { Base baseOb = new Base(); Derived1 dOb1 = new Derived1(); Derived2 dOb2 = new Derived2(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = baseOb; baseRef.Who(); baseRef = dOb1; baseRef.Who(); baseRef = dOb2; baseRef.Who(); } }

Вот к какому результату приводит выполнение этого кода. Метод Who() в классе Base. Метод Who() в классе Derived1 Метод Who() в классе Derived2

В коде из приведенного выше примера создаются базовый класс Base и два произ водных от него класса – Derived1 и Derived2. В классе Base объявляется виртуаль ный метод Who(), который переопределяется в обоих производных классах. Затем в методе Main() объявляются объекты типа Base, Derived1 и Derived2. Кроме того, объявляется переменная baseRef ссылочного типа Base. Далее ссылка на каждый тип объекта присваивается переменной baseRef и затем используется для вызова мето да Who(). Как следует из результата выполнения приведенного выше кода, вариант выполняемого метода Who() определяется по типу объекта, к которому происходит обращение по ссылке во время вызова этого метода, а не по типу класса переменной baseRef.

Но переопределять виртуальный метод совсем не обязательно. Ведь если в произ водном классе не предоставляется собственный вариант виртуального метода, то ис пользуется его вариант из базового класса, как в приведенном ниже примере. /* Если виртуальный метод не переопределяется, то используется его вариант из базового класса. */ using System; class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); } } class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived1"); } } class Derived2 : Base { // В этом классе метод Who() не переопределяется. } class NoOverrideDemo { static void Main() { Base baseOb = new Base(); Derived1 dOb1 = new Derived1(); Derived2 dOb2 = new Derived2(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = baseOb; baseRef.Who(); baseRef = dOb1; baseRef.Who(); baseRef = dOb2; baseRef.Who(); // вызывается метод Who() из класса Base } }

Выполнение этого кода приводит к следующему результату. Метод Who() в классе Base. Метод Who() в классе Derived1 Метод Who() в классе Base

В данном примере метод Who() не переопределяется в классе Derived2. Поэтому для объекта класса Derived2 вызывается метод Who() из класса Base.

Если при наличии многоуровневой иерархии виртуальный метод не переопределя ется в производном классе, то выполняется ближайший его вариант, обнаруживаемый вверх по иерархии, как в приведенном ниже примере. /* В многоуровневой иерархии классов выполняется тот переопределенный вариант виртуального метода, который обнаруживается первым при продвижении вверх по иерархии. */ using System; class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); } } class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived1"); } } class Derived2 : Derived1 { // В этом классе метод Who() не переопределяется. } class Derived3 : Derived2 { // И в этом классе метод Who() не переопределяется. } class NoOverrideDemo2 { static void Main() { Derived3 dOb = new Derived3(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = dOb; baseRef.Who(); // вызов метода Who() из класса Derived1 } }

Вот к какому результату приводит выполнение этого кода. Метод Who() в классе Derivedl

В данном примере класс Derived3 наследует класс Derived2, который наследует класс Derived1, а тот, в свою очередь, – класс Base. Как показывает приведенный выше результат, выполняется метод Who(), переопределяемый в классе Derived1, поскольку это первый вариант виртуального метода, обнаруживаемый при продви жении вверх по иерархии от классов Derived3 и Derived2, где метод Who() не пере определяется, к классу Derived1.

И еще одно замечание: свойства также подлежат модификации ключевым словом virtual и переопределению ключевым словом override. Это же относится и к ин дексаторам. Что дает переопределение методов

Благодаря переопределению методов в C# поддерживается динамический поли морфизм. 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 про двигается от меньшей к большей специализации. При надлежащем применении ба зовый 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 использо ваться 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 пло щади той двумерной формы, которую инкапсулирует этот класс. Именно это и сдела но в приведенном ниже примере программы. Ради удобства демонстрации классов в этой программе введено также свойство name 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. pulplic override double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); } } // 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 IsSquare() { 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 Объект – прямоугольник 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 ме тод Area() реализован в виде заполнителя, который сообщает о том, что пользователь данного метода должен переопределить его в производном классе. Каждое переопре деление 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 примечатель ная 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 объ екту производного 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 базо вый класс, определяется во время выполнения и соответственно обусловливает даль нейшие 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 об щая форма для всех его производных классов, а наполнение ее деталями предостав ляется каждому из этих классов. В таком классе определяется лишь характер методов, которые должны быть конкретно реализованы в производных классах, а не в самом ба зовом классе. Подобная ситуация возникает, например, в связи с невозможностью по лучить 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 со общение. 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 произ водном 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 С# имеется. Он состоит в использовании абстрактного метода.

Абстрактный метод создается с помощью указываемого модификатора типа abstract. У абстрактного метода отсутствует тело, и поэтому он не реализуется в ба зовом классе. Это означает, что он должен быть переопределен в производном классе, поскольку его вариант из базового класса просто непригоден для использования. Не трудно догадаться, что абстрактный метод автоматически становится виртуальным и не требует указания модификатора virtual. В действительности совместное исполь зование модификаторов virtual и abstract считается ошибкой.