我們一起聊聊 C# 方法重寫（override）
作者：iamrick
方法重寫是實現多態性的關鍵，可以使代碼更加靈活和可維護。通過在派生類中重寫基類的方法，我們可以根據需要改變或擴展基類的行為，而無需修改基類的代碼。在設計類的繼承結構時，合理地使用方法重寫，可以提高代碼的質量和可擴展性。
方法重寫（Method Overriding）是 C# 面向對象編程中的一個核心概念，它允許派生類根據需要改變繼承自基類的方法實現。通過方法重寫，可以實現多態性，使程序更加靈活、易于擴展和維護。本文將詳細介紹方法重寫的特性和應用場景，并通過多個實例加深對這一概念的理解。
實現項目中方法重寫比較常用。
方法重寫的特性
多態性
- 定義：多態性允許相同的接口調用，根據對象的實際類型執行不同的操作。
- 實現：通過在基類中定義虛方法（virtual），在派生類中重寫（override）這些方法來實現多態。
靈活性
- 重寫基類的方法，派生類可以根據自身需求修改或擴展方法的實現，而無需修改基類的代碼。
可維護性
- 通過方法重寫，可以在不改變基類代碼的情況下，對其行為進行修改或擴展，增強了代碼的可維護性和可擴展性。
方法重寫的應用場景
定制化行為
當派生類需要提供與基類不同的具體實現時，可通過重寫基類的方法來實現定制化行為。
擴展基類功能
在不改變基類的情況下，派生類可以通過調用基類方法并添加新的功能來擴展基類的行為。
實現設計模式
某些設計模式（如模板方法模式）需要通過在派生類中重寫基類方法來實現特定的業務邏輯。
方法重寫的語法與規則
- 基類方法：使用 virtual 關鍵字標識可被重寫的方法。
public virtual void MethodName()
{
// 基類方法實現
}- 派生類方法：使用 override 關鍵字重寫基類的方法。
public override void MethodName()
{
// 派生類方法實現
}- 調用基類方法：在重寫的方法中，可以使用 base.MethodName() 調用基類的方法實現。
實例解析
示例 1：動物叫聲
目標：演示如何通過方法重寫實現多態性。
namespace App06
{
public class Animal
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("動物發出聲音。");
}
}
public class Dog : Animal
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("狗叫：汪汪！");
}
}
public class Cat : Animal
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("貓叫：喵喵！");
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
Animal[] animals = { new Dog(), new Cat(), new Animal() };
foreach (var animal in animals)
{
animal.Speak();
}
}
}
}
說明：
- 基類 Animal 定義了虛方法 Speak()。
- Dog 和 Cat 類重寫了 Speak() 方法，實現各自的叫聲。
- 通過基類引用調用 Speak() 方法，根據實際對象類型執行不同的實現。
示例 2：車輛啟動
目標：展示如何在重寫的方法中調用基類的方法。
namespace App06
{
public class Vehicle
{
public virtual void Start()
{
Console.WriteLine("車輛啟動。");
}
}
public class Car : Vehicle
{
public override void Start()
{
base.Start(); // 調用基類的 Start 方法
Console.WriteLine("汽車發動引擎。");
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
Vehicle myCar = new Car();
myCar.Start();
}
}
}
說明：
- Car 類重寫了 Start() 方法，并使用 base.Start() 調用了基類的方法，實現了功能的擴展。
示例 3：圖形繪制
目標：演示抽象類和方法重寫的結合使用。
namespace App06
{
public abstract class Shape
{
public abstract void Draw();
}
public class Circle : Shape
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("繪制一個圓形。");
}
}
public class Rectangle : Shape
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("繪制一個矩形。");
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
List<Shape> shapes = new List<Shape>
{
new Circle(),
new Rectangle()
};
foreach (var shape in shapes)
{
shape.Draw();
}
}
}
}
說明：
- 抽象類 Shape 定義了抽象方法 Draw()，強制派生類必須實現該方法。
- 派生類 Circle 和 Rectangle 實現了各自的 Draw() 方法。
示例 4：員工薪資計算
目標：通過方法重寫計算不同類型員工的薪資。
namespace App06
{
public class Employee
{
public virtual double CalculateSalary()
{
return 3000.0; // 基本工資
}
}
public class Manager : Employee
{
public override double CalculateSalary()
{
return base.CalculateSalary() + 2000.0; // 基本工資 + 管理獎金
}
}
public class Salesperson : Employee
{
public double SalesAmount { get; set; }
public override double CalculateSalary()
{
return base.CalculateSalary() + SalesAmount * 0.05; // 基本工資 + 銷售提成
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
Employee emp1 = new Manager();
Employee emp2 = new Salesperson { SalesAmount = 50000 };
Console.WriteLine($"經理薪資：{emp1.CalculateSalary()}");
Console.WriteLine($"銷售員薪資：{emp2.CalculateSalary()}");
}
}
}
說明：
- Manager 和 Salesperson 重寫了 CalculateSalary() 方法，分別計算不同的薪資。
- 使用基類引用調用方法，實現了對不同員工薪資的多態計算。
示例 5：模板方法模式
目標：通過方法重寫實現模板方法模式。
namespace App06
{
public abstract class DataProcessor
{
// 模板方法
public void ProcessData()
{
ReadData();
Process();
SaveData();
}
protected abstract void ReadData();
protected abstract void Process();
protected virtual void SaveData()
{
Console.WriteLine("數據已保存。");
}
}
public class ExcelDataProcessor : DataProcessor
{
protected override void ReadData()
{
Console.WriteLine("從 Excel 文件讀取數據。");
}
protected override void Process()
{
Console.WriteLine("處理 Excel 數據。");
}
}
public class CsvDataProcessor : DataProcessor
{
protected override void ReadData()
{
Console.WriteLine("從 CSV 文件讀取數據。");
}
protected override void Process()
{
Console.WriteLine("處理 CSV 數據。");
}
protected override void SaveData()
{
Console.WriteLine("數據已保存到 CSV 文件。");
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
DataProcessor processor1 = new ExcelDataProcessor();
processor1.ProcessData();
DataProcessor processor2 = new CsvDataProcessor();
processor2.ProcessData();
}
}
}
圖片
說明：
- 基類 DataProcessor 定義了模板方法 ProcessData()，并聲明了一些抽象方法。
- 派生類實現了這些抽象方法，定制了具體的處理步驟。
注意事項
- 方法簽名一致：重寫的方法必須與基類的方法具有相同的簽名，包括方法名、參數類型和返回類型。
- 訪問修飾符：重寫的方法的訪問級別不能低于基類中被重寫的方法。
- sealed 關鍵字：如果不希望派生類進一步重寫某個方法，可以在方法前添加 sealed 關鍵字。
public override sealed void MethodName()
{
// 實現
}總結
方法重寫是實現多態性的關鍵，可以使代碼更加靈活和可維護。通過在派生類中重寫基類的方法，我們可以根據需要改變或擴展基類的行為，而無需修改基類的代碼。在設計類的繼承結構時，合理地使用方法重寫，可以提高代碼的質量和可擴展性。
建議：
- 在基類中，預期可能被修改的方法應聲明為 virtual 或 abstract。
- 在派生類中，重寫方法時確保方法簽名正確，并考慮是否需要調用 base 方法。
- 謹慎使用方法重寫，避免造成代碼的混亂和難以維護。
責任編輯：武曉燕
來源：
技術老小子
