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本篇文章为大家展示了OO世界中的核心概念 .NET中的多态,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。
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多态(Polymorphism)一词源于生物学,顾名思义就是指多种形态。在面向对象世界里,多态与继承和封装一起构成了三大核心概念。
.NET中的多态通常意味着子类对于父类一种衍变。子类继承自父类,拥有父类所定义的一切(public或protected)成员。但同时,它又可以修改(重写或复写)这些成员,使其实现与父类以及其他子类完全不同。我们可以说,继承体现了类的多态性。
大家应该很熟悉Duck的例子了吧?
public abstract class Duck { public abstract void Quack(); } public class MallardDuck : Duck { public override void Quack() { Console.WriteLine("Quack, quack, quack..."); } } public class RubberDuck : Duck { public override void Quack() { Console.WriteLine("Squeak, squeak, squeak..."); } } public class Program { public static void Main() { Duck duck = new MallardDuck(); duck.Quack(); duck = new RubberDuck(); duck.Quack(); Console.ReadLine(); } }
MallardDuck和RubberDuck虽然都继承自抽象类Duck,同样拥有Quack()方法,但它们却有不同的实现,产生不同的结果。在声明Duck类型时,既可以实例化为Mallard,也可以实例化为RubberDuck,或者是其他继承自Duck的类,在运行时,将自动调用各个子类的实现。
多态的这些特性使依赖注入和面向抽象编程成为可能,其重要性不言而喻。
不一样的多态
然而,既然多态是指同一类事物之间的不同形态,那么我们为什么要把对于多态的理解局限于类的继承关系呢?在.NET中是否还存在着非继承关系的多态性呢?
泛型体现了参数的多态性
类型参数在泛型中通常解释为占位符,而我更愿意将其理解为对参数的一种抽象。以最常见的List< T>为例,List< string>和List< int>在语法上完全相同,仅仅是类型参数有所不同,然而它们却是两个完全不同的类。也就是说,是类型参数的不同,导致了不同的类的形态。
public class MyList< T> { private T[] items; private int size; public void Add(T item) { if (size == items.Length) { // modify capacity } items[size++] = item; } }
如果我们使用MyList< string>,在内部就会声明一个字符串数组,Add方法的参数也必须为string。如果使用MyList< int>,在内部就会声明一个int数组,Add方法的参数也必须为int。这看上去就像是T是string和int的“基类”,在使用MyList< T>时(相当于客户端代码),T既可以是string也可以是int,或者是其他符合约束的类型,但在设计时,我们对这一切毫无所知。
您是否也觉得这是多态性的一种体现呢?
再来看看十分经典的Swap< T>的例子。
public class Swapper { private static void Swap< T>(ref T o1, ref T o2) { T temp = o1; o1 = o2; o2 = temp; } }
Swap< T>泛型方法就像是封装了N个非泛型的Swap方法,如Swap(ref int o1, ref int o2)、Swap(ref string o1, ref string o2)等等。在类型推断特性的支持下,您甚至可以像使用非泛型方法一样来使用泛型方法。参数T在某种程度上体现了不同的参数形态,因此我们有理由认为,泛型类型T体现了参数的多态性。
委托体现了方法的多态性
委托是对拥有相同参数和返回值的所有方法的封装。只要方法拥有同样的参数列表和返回值,委托都认为它们属于同一“类型”的方法,可以添加到同一个委托链表中。
public delegate void FooDelegate(List< string> list, string str); public class DelegateTest { public void AddToList(List< string> list, string strToAdd) { list.Add(strToAdd); } public static void PrintIfContains(List< string> list, string strToCheck) { if (list.Contains(strToCheck)) Console.WriteLine("The list contains " + strToCheck); } } public class Program { public static void Main() { List< string> list = new List< string>(); list.Add("Kirin"); DelegateTest delegateTest = new DelegateTest(); FooDelegate fooDelegate = new FooDelegate(delegateTest.AddToList); fooDelegate += new FooDelegate(DelegateTest.PrintIfContains); fooDelegate(list, "麒麟.NET"); Console.ReadLine(); } }
在上例中,FooDelegate委托封装了参数为List< string>和string,并且没有返回值的方法。任何符合上述约束的方法,在FooDelegate中一视同仁。如,AddToList实例方法与PrintIfContains静态方法除了参数列表与返回值相同外,内部实现完全不同,但是它们却可以添加到同一个委托链表中。也就是说,同一个委托,可以定义并调用不同的方法(约束相同而实现不同)。
您是否也认为这是方法的多态性的一种体现呢?
小结
我们通常所讨论的多态,就是指子类对父类方法的重写(虚方法)或覆盖(非虚方法),这样的理解未免过于狭隘。.NET强大的特性能够实现其他语言中无法实现的多态性。
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