• C#面向对象三大特性之二:继承


    面向对象的三大特性之一的封装,解决了将对同一对象所能操作的所有信息放在一起,实现统一对外调用,实现了同一对象的复用,降低了耦合。

         但在实际应用中,有好多对象具有相同或者相似的属性,比如有一个对象 果树(FruitTree),它有成员属性叶子(Leaf),会开花(Flower),有树干(Stem),有树根(Root),它还会生长(Growth方法)。

         有另一个对象苹果树(AppleTree)它也是果树,具有果树所有特性,那么我们在编程的时候,定义了一个苹果树对象,假如再有一个桔子树(OrangeTree)、桃树(PeachTree)呢,我们不能一直复制这个对象改名字实现吧?这里就要用到面向对象的第二个特性:继承。

    1.什么是继承

         上面的果树(FruitTree) 和桔树(OrangeTree)之间是一个“ is-a ”的关系,即我们可以说 “桔树是果树”。在面向对象编程中,我们把这种关系称为 “继承”,即桔树继承自果树。或者说,桔树类是果树类的派生类;也可以说果树是父类,桔树是子类。同样的苹果树也可以继承果树,那么苹果树也可以说是果树的子类。在这里我们发现一个类可以有多个派生类,也就是一个类可以被多个类继承.

    继承相关的概念:

    (1) 当一个类A能够获取另一个类B中所有非私有的数据和操作的定义作为自己的部分或全部成分时,就称这两个类之间具有继承关系。

    (2) 被继承的类B称为父类或基类,继承了父类的类A称为子类或派生类.

    2.继承的特点

    上面的例子,假如苹果树继承自果树,那么苹果树除了具有果树所有的属性(叶子,根、花)和方法(生长)之外,苹果树还有自己特有的一些属性,比如有自己的果实苹果(Apple); 同样桃树有自己的果实桃子(Peach),因此继承的子类可以有自己独有的成员(属性或方法等)。

    特点一:派生类除了继承父类的特性外,还可以有自己独有特性

    上面说到的父类果树(FruitTree)除了有叶子、根、花这些公有的成员之外,也可以有自己的私有成员,比如种类(落叶果树、常绿果树),而“种类”这个成员,并不是它的子类苹果树(AppleTree)和桔树(OrangeTree)所具有的,因此是私有成员,子类继承父类后,并不能拥有父类的私有成员。

    特点二:子类不能拥有父类的私有成员

    还是上面的例子,假如果树有一个公有方法生长(Growth),它有两个子类桃树和苹果树,那么子类也同时拥有生长这个方法,但是桃树和苹果树的生长过程是不同的,我们可以修改这个方法以适应不同种类果树的生长。

    特点三:子类可以以自己的方式实现父类的功能(即方法重写)

    3.继承的实现

         通过上面的例子,我们已经对继承很熟悉了,抛开概念。简单的说,继承一词本就来源于生活,有财产继承,精神继承。面向对象编程只不过就是把这些概念抽象化而已,通俗来说就是“苹果树是一颗果树”   

    代码实现上面的例子   

      1 /// <summary>
      2     /// 果树类
      3     /// </summary>
      4     class FruitTree
      5     {
      6         /// <summary>
      7         /// 名称
      8         /// 说明:修饰符 protected 保护访问。只限于本类和子类访问,实例不能访问。
      9         /// </summary>
     10         protected string name;
     11         /// <summary>
     12         /// 构造函数
     13         /// </summary>
     14         public FruitTree()
     15         {
     16             this.name = "无名";
     17         }
     18         /// <summary>
     19         /// 构造函数二
     20         /// </summary>
     21         /// <param name="name"></param>
     22         public FruitTree(string name)
     23         {
     24             this.name = name;
     25         }
     26         object _leaf;
     27         object _root;
     28         object _flower;
     29         string _type;
     30         /// <summary>
     31         /// 叶子(公有属性)
     32         /// </summary>
     33         public object leaf
     34         {
     35             get { return _leaf; }
     36             set { _leaf = value; }
     37         }
     38         /// <summary>
     39         /// 根(公有属性)
     40         /// </summary>
     41         public object root
     42         {
     43             get { return _root; }
     44             set { _root = value; }
     45         }
     46         /// <summary>
     47         /// 花(公有属性)
     48         /// </summary>
     49         public object flower
     50         {
     51             get { return _flower; }
     52             set { _flower = value; }
     53         }
     54         /// <summary>
     55         /// 类别(不定义修饰符,默认为私有)
     56         /// </summary>
     57         string type
     58         {
     59             get { return _type; }
     60             set { _type = value; }
     61         }
     62   
     63     }
     64 
     65     /// <summary>
     66     /// 苹果树类
     67     /// 继承自:果树类
     68     /// </summary>
     69     class AppleTree:FruitTree
     70     {
     71         string _myName;
     72         /// <summary>
     73         /// 构造函数
     74         /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base()
     75         /// </summary>
     76         public AppleTree():base()
     77         {          
     78         }
     79         /// <summary>
     80         /// 构造函数二
     81         /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base(name)
     82         /// </summary>
     83         /// <param name="name"></param>
     84         public AppleTree(string name):base(name)
     85         {
     86             _myName = name;
     87         }             
     88 
     89         /// <summary>
     90         /// 返回果实的名字
     91         /// </summary>
     92         /// <returns></returns>
     93         public string MyFruitName()
     94         {
     95             return "我是:" + _myName + ";我的果实叫:苹果";
     96         }
     97     }
     98     /// <summary>
     99     /// 桔树类
    100     /// 继承自:果树类
    101     /// </summary>
    102     class OrangeTree : FruitTree
    103     {
    104         string _myName;
    105         /// <summary>
    106         /// 构造函数
    107         /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base()
    108         /// </summary>
    109         public OrangeTree(): base()
    110         {
    111         }
    112         /// <summary>
    113         /// 构造函数二
    114         /// 说明:子类调用父类同样的构造函数,需要使用 :base(name)
    115         /// </summary>
    116         /// <param name="name"></param>
    117         public OrangeTree(string name): base(name)
    118         {
    119             _myName = name;
    120         }
    121 
    122         /// <summary>
    123         /// 返回果实的名字
    124         /// </summary>
    125         /// <returns></returns>
    126         public string MyFruitName()
    127         {
    128             return "我是:"+_myName+";我的果实叫:桔子";
    129         }
    130     }

    调用子类:

    //调用子类
    AppleTree appleTree = new AppleTree("苹果树");
    string myName = appleTree.MyFruitName();
    //返回结果为:我是:苹果树;我的果实叫:苹果
    //调用子类
    OrangeTree orangeTree = new OrangeTree("桔子树"); 
    string myName = orangeTree. MyFruitName (); 
    //返回结果为:我是:桔子树;我的果实叫:桔子

    通这段代码,我们可以看到有了基类果树,那么我们再有几百种树,只需要一个继承就可以了,对于子类AppleTree.MyFruitName()返回名字这个方法,在不同子类中可以特有,就是继承的特点,可以增加特有成员。虽然对于独有特点需要在每个子类中单独定义,但是共享父类成员已经让我们省去不少工作量了,最重要的程序的结构更加清晰、易于维护了。

    4.继承的缺点

         看到这个标题,小伙伴们也许很惊讶,既然说了这么多面向对象继承特性的好处,原来还有缺点。当然,世界上没有完美的东西,继承也是。

         缺点一:父类变化,子类不得不变;

         缺点二:继承破坏了包装,父类的细节暴露给了子类。

         前一节说了封装的独立特性,是减少了耦合性,而继承其为了实现复用却增加了耦合性。

         说到这里小伙伴们纠结了,那么到底要不要使用继承,答案是肯定的,它的优点和光芒掩盖了缺点,也就是说好处更多一些。这里说明它的缺点,就是提醒我们在使用过程中尽量避免它的缺点所带来的后果。

         那么要如何才能很好的使用继承呢?我们应该注意这么几点:

    a.当两个对象间是“is a”关系时,可以使用继承(比如苹果树是树);b.当两个对象是“has a”关系时,不宜使用继承(比如手是人的一部分,不能让手继承人);

         对于继承的优缺点,我们记住一点:要合理使用继承,才能发挥最佳效果,而不是盲目使用。

         作为面向对象的三大特性之一:继承,可以说是学好面向对象编程的重中之重。

    要点:

    1:父类中的私有成员,派生类是绝不能访问;

    2:C#要求一个类只能有一个直接基类;

    3:被“sealed”关键字修饰的类将不能被继承;

    4:被“protected”修饰的成员或者数据可以直接被派生类访问,属于“可以在家族里分享的秘密”。

    5:善用“base”关键字,显示调用合适的自定义基类构造函数而不是使用默认构造函数。

    6:继承需要合理使用才能发挥最佳效果,一般情况下适用于“is a”关系,不适用“has a”关系。

     

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