Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
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
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 } }