C# 面向對象編程的三大支柱：封裝、繼承與多態
作者：lyl
封裝、繼承和多態是面向對象編程的三大基本支柱，它們在C#中得到了充分的支持。通過封裝，我們可以保護對象的內部狀態；通過繼承，我們可以重用和擴展現有的代碼；通過多態，我們可以編寫更加靈活和可擴展的代碼。
面向對象編程（OOP）是一種廣泛使用的編程范式，它通過封裝、繼承和多態這三大支柱來構建靈活且可維護的代碼結構。本文將詳細介紹這三大支柱在C#語言中的應用，并通過示例代碼展示它們的具體實現。
一、封裝（Encapsulation）
封裝是指將對象的屬性（字段）和行為（方法）結合在一起，并對外部隱藏對象的具體實現細節，僅暴露必要的接口供外部使用。封裝提高了代碼的安全性和可維護性。
示例代碼
using System;
namespace EncapsulationExample
{
class Person
{
// 私有字段
private string name;
private int age;
// 公共屬性，通過get和set訪問器控制字段的訪問
public string Name
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
public int Age
{
get { return age; }
set
{
// 添加邏輯校驗，例如年齡應為非負數
if (value >= 0)
age = value;
else
throw new ArgumentException("Age must be non-negative.");
}
}
// 方法
public void DisplayInfo()
{
Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Person person = new Person();
person.Name = "Alice";
person.Age = 30;
person.DisplayInfo();
// 嘗試設置非法年齡會拋出異常
try
{
person.Age = -5;
}
catch (ArgumentException ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
}
}
}二、繼承（Inheritance）
繼承允許一個類（子類）繼承另一個類（父類）的屬性和方法，從而實現代碼的重用和擴展。子類可以新增或重寫父類的方法，但必須遵守父類定義的接口契約。
示例代碼
using System;
namespace InheritanceExample
{
// 父類
class Animal
{
public void Eat()
{
Console.WriteLine("Eating...");
}
}
// 子類
class Dog : Animal
{
// 新增方法
public void Bark()
{
Console.WriteLine("Barking...");
}
// 重寫父類方法
public new void Eat()
{
Console.WriteLine("Dog is eating specific food...");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Dog dog = new Dog();
dog.Eat(); // 調用子類的方法
dog.Bark();
}
}
}三、多態（Polymorphism）
多態是指允許使用對象的某個基類引用來指向其任何派生類的對象，并通過這個基類引用調用派生類中重寫的方法。多態性使得代碼更加靈活和可擴展。
示例代碼
using System;
namespace PolymorphismExample
{
// 抽象父類
abstract class Shape
{
// 抽象方法
public abstract double GetArea();
}
// 子類：圓形
class Circle : Shape
{
public double Radius { get; set; }
public override double GetArea()
{
return Math.PI * Radius * Radius;
}
}
// 子類：矩形
class Rectangle : Shape
{
public double Width { get; set; }
public double Height { get; set; }
public override double GetArea()
{
return Width * Height;
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 多態性：使用基類引用來指向派生類對象
Shape circle = new Circle { Radius = 5 };
Shape rectangle = new Rectangle { Width = 4, Height = 6 };
Console.WriteLine($"Circle Area: {circle.GetArea()}");
Console.WriteLine($"Rectangle Area: {rectangle.GetArea()}");
}
}
}總結
封裝、繼承和多態是面向對象編程的三大基本支柱，它們在C#中得到了充分的支持。通過封裝，我們可以保護對象的內部狀態；通過繼承，我們可以重用和擴展現有的代碼；通過多態，我們可以編寫更加靈活和可擴展的代碼。理解和掌握這三大支柱，對于編寫高質量的C#程序至關重要。希望本文的示例代碼能夠幫助讀者更好地理解和應用這些概念。
責任編輯：武曉燕
來源：
程序員編程日記
