《继承与多态：代码复用(五)》-CFANZ编程社区

一、基类与派生类：单一继承的层次化设计

核心规则：

单一继承限制：C#中类仅支持单继承（class Derived : Base），但可通过接口（interface）实现多重行为扩展。
继承链传递性：若类C继承B，B继承A，则C自动继承A和B的成员（私有成员除外）。
访问修饰符影响：

public：所有代码可访问。
protected：仅类内部和派生类可访问。
private：仅类内部可访问，派生类无法继承。

代码示例：

csharp
 public class Vehicle { 
 
     public string Make { get; set; } 
 
     public void StartEngine() => Console.WriteLine("Engine started."); 
 
 }  
 
  
 
 public class Car : Vehicle { 
 
     public int NumberOfDoors { get; set; } 
 
     public void HonkHorn() => Console.WriteLine("Horn honked."); 
 
 }  
 
  
 
 // 使用  
 
 Car car = new Car();  
 
 car.StartEngine(); // 继承自Vehicle  
 
 car.HonkHorn();    // Car特有方法

二、方法重写（`virtual/override`）与隐藏（`new`）：多态 vs 静态覆盖

1. 重写（override）：运行时多态的核心

基类要求：方法需标记为virtual或abstract。
派生类规则：使用override关键字，方法签名（名称、参数、返回类型）必须与基类一致。
行为：通过基类引用调用时，实际执行派生类的重写方法（动态绑定）。

代码示例：

csharp
 public class Animal { 
 
     public virtual void Speak() => Console.WriteLine("Animal sound"); 
 
 }  
 
  
 
 public class Dog : Animal { 
 
     public override void Speak() => Console.WriteLine("Dog barks"); 
 
 }  
 
  
 
 // 使用  
 
 Animal animal = new Dog();  
 
 animal.Speak(); // 输出"Dog barks"（多态）

2. 隐藏（new）：编译时静态覆盖

基类要求：方法无需特殊标记（普通方法即可）。
派生类规则：使用new关键字（可省略，但显式声明更清晰），方法签名与基类相同。
行为：通过基类引用调用时，执行基类方法；通过派生类引用调用时，执行派生类方法（静态绑定）。

代码示例：

csharp
 public class Shape { 
 
     public void Draw() => Console.WriteLine("Base shape"); 
 
 }  
 
  
 
 public class Circle : Shape { 
 
     public new void Draw() => Console.WriteLine("Circle drawn"); 
 
 }  
 
  
 
 // 使用  
 
 Shape shape = new Circle();  
 
 shape.Draw(); // 输出"Base shape"（编译时绑定）  
 
  
 
 Circle circle = new Circle();  
 
 circle.Draw(); // 输出"Circle drawn"

关键区别：

维度	重写（`override`）	隐藏（`new`）
绑定时机	运行时（动态多态）	编译时（静态覆盖）
基类方法	必须为`virtual`/`abstract`	无需特殊标记
使用场景	框架扩展、业务多态（如支付系统）	静态逻辑拓展、工具类辅助方法

三、抽象类与接口的对比：代码共享 vs 行为统一

1. 抽象类（abstract class）

目的：为相关类提供共通基类，包含具体实现和抽象成员。
特性：

不能直接实例化，必须通过非抽象派生类实例化。
可包含抽象方法（无实现，强制派生类重写）和非抽象方法（有实现）。
支持字段、属性、构造函数（但构造函数不能直接调用，仅用于派生类初始化）。

访问修饰符：成员可为public、protected、internal、private。

代码示例：

csharp
 public abstract class Payment { 
 
     public abstract void ProcessPayment(); // 抽象方法，强制派生类实现  
 
     
 
     public void LogTransaction() => Console.WriteLine("Transaction logged."); // 非抽象方法  
 
 }  
 
  
 
 public class CreditCardPayment : Payment { 
 
     public override void ProcessPayment() => Console.WriteLine("Credit card processed."); 
 
 }

2. 接口（interface）

目的：定义跨类行为的统一契约，不关心具体实现。
特性：

不能包含字段、构造函数。
从C# 8.0开始支持默认实现（default），但成员默认仍为public且不可指定访问修饰符。
一个类可实现多个接口（形式上的多重继承）。

使用场景：定义完全不相关类的共同行为（如IEnumerable、IDisposable）。

代码示例：

csharp
 public interface ILogger { 
 
     void Log(string message); 
 
 }  
 
  
 
 public class FileLogger : ILogger { 
 
     public void Log(string message) => File.WriteAllText("log.txt", message); 
 
 }

3. 关键对比：

维度	抽象类	接口
继承限制	单继承	多实现（一个类可实现多个接口）
成员类型	字段、属性、方法、构造函数	方法、属性、事件、索引器（无字段）
实现要求	派生类必须实现抽象方法（除非派生类也是抽象类）	实现类必须提供所有成员的实现
访问修饰符	支持完整访问修饰符集	成员默认`public`，不可指定
适用场景	紧密相关类的代码共享（如`Vehicle`和`Car`）	跨类行为统一（如`IEnumerable`）