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# 多态 vob
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概念：
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多态是面向对象三大特性之一
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指的是：==同一个父类引用，指向不同子类对象时，调用同一个方法会表现出不同结果==
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简单理解：
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调用方只知道“这是一个动物”，但真正执行时，会根据对象实际是狗、猫还是鸟，执行各自的叫声
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`vob` 可以这样记：
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- `v`：`virtual`，父类声明虚方法
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- `o`：`override`，子类重写父类虚方法
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- `b`：`base`，子类中调用父类原本的成员
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通常用法：
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1. 父类提供统一入口
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2. 子类根据自己的特点重写行为
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3. 调用方只面向父类或接口写代码，不关心具体子类
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4. 减少大量 `if/else` 类型判断
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# 语法
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父类：
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```csharp
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class 父类名
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{
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public virtual void 方法名()
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{
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}
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}
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```
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子类：
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```csharp
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class 子类名 : 父类名
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{
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public override void 方法名()
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{
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}
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}
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```
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调用：
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```csharp
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父类名 变量名 = new 子类名();
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变量名.方法名();
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```
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# 基础案例
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```csharp
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class Animal
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{
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public virtual void Speak()
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{
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Console.WriteLine("动物发出声音");
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}
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}
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class Dog : Animal
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{
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public override void Speak()
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{
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Console.WriteLine("狗：汪汪");
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}
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}
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class Cat : Animal
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{
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public override void Speak()
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{
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Console.WriteLine("猫：喵喵");
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}
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}
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Animal a1 = new Dog();
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Animal a2 = new Cat();
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a1.Speak(); // 狗：汪汪
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a2.Speak(); // 猫：喵喵
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```
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理解：
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- `a1` 和 `a2` 的变量类型都是 `Animal`
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- 但是它们实际指向的对象分别是 `Dog` 和 `Cat`
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- 调用 `Speak()` 时，会执行实际对象对应的重写版本
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这就是多态。
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# 为什么要用多态
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不用多态时，代码可能会这样：
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```csharp
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void MakeSpeak(Animal animal)
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{
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||||
if (animal is Dog)
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{
|
||||
Console.WriteLine("狗：汪汪");
|
||||
}
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else if (animal is Cat)
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||||
{
|
||||
Console.WriteLine("猫：喵喵");
|
||||
}
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||||
}
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```
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问题：
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1. 每增加一个新动物，就要改 `MakeSpeak`
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2. 判断会越来越多
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3. 行为分散在外部函数里，子类自己的特点没有放回子类中
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使用多态后：
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```csharp
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void MakeSpeak(Animal animal)
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||||
{
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animal.Speak();
|
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}
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```
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以后新增子类：
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```csharp
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class Bird : Animal
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{
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public override void Speak()
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{
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Console.WriteLine("鸟：叽叽");
|
||||
}
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||||
}
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```
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调用方不用改：
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```csharp
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||||
MakeSpeak(new Bird());
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```
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这就是多态最重要的价值：
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==把变化交给子类，把稳定入口留给父类==
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# virtual
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作用：
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`virtual` 用在父类成员上，表示这个成员允许被子类重写
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```csharp
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class Character
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||||
{
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||||
public virtual void Attack()
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||||
{
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||||
Console.WriteLine("角色攻击");
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||||
}
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||||
}
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```
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注意：
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1. 没有写 `virtual` 的普通方法，子类不能用 `override` 重写
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2. `virtual` 常用于方法、属性、索引器、事件
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3. 构造函数不能是 `virtual`
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4. 静态方法不能被 `override`
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# override
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作用：
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`override` 用在子类成员上，表示重写父类的虚成员
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```csharp
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||||
class Warrior : Character
|
||||
{
|
||||
public override void Attack()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("战士挥剑攻击");
|
||||
}
|
||||
}
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```
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重写要求：
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1. 父类成员必须是 `virtual`、`abstract` 或已经是 `override`
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2. 子类方法名、参数列表、返回类型要匹配
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3. 访问修饰符通常要保持一致，例如父类是 `public`，子类也要是 `public`
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4. `override` 之后，这个方法仍然可以继续被更下一级子类重写，除非加 `sealed`
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# base
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作用：
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`base` 用在子类内部，表示访问父类成员
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常见用途：
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1. 调用父类构造函数
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2. 在重写方法中，先执行父类原本逻辑，再补充子类逻辑
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```csharp
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||||
class Character
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||||
{
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||||
public virtual void Attack()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("消耗体力");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
class Warrior : Character
|
||||
{
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||||
public override void Attack()
|
||||
{
|
||||
base.Attack();
|
||||
Console.WriteLine("战士挥剑攻击");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
Warrior w = new Warrior();
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||||
w.Attack();
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```
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输出：
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```text
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消耗体力
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战士挥剑攻击
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```
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理解：
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`base.Attack()` 不是创建父类对象，而是在子类方法里调用父类原本的 `Attack`
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# 多态调用看实际对象
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多态最关键的一句：
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==编译时看变量类型，运行时看实际对象==
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```csharp
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||||
Animal animal = new Dog();
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||||
animal.Speak();
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```
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这里：
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1. 编译时，`animal` 的类型是 `Animal`
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2. 所以只能直接调用 `Animal` 中声明过的成员
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3. 运行时，`animal` 实际指向的是 `Dog`
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4. 所以 `Speak()` 执行的是 `Dog` 重写后的版本
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示例：
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```csharp
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class Dog : Animal
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{
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||||
public override void Speak()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("狗叫");
|
||||
}
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||||
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||||
public void Bite()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("狗咬人");
|
||||
}
|
||||
}
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Animal animal = new Dog();
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animal.Speak(); // 可以，多态调用
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// animal.Bite(); // 错误，Animal 类型里没有 Bite
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```
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如果确实要调用 `Dog` 独有方法，需要类型转换：
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```csharp
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Dog dog = animal as Dog;
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if (dog != null)
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{
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||||
dog.Bite();
|
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}
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```
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但如果代码经常需要这样转，通常要回头检查抽象设计是不是不够好。
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# override 和 new 的区别
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`override` 是真正的多态重写。
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```csharp
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class Father
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{
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public virtual void Say()
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||||
{
|
||||
Console.WriteLine("Father");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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||||
class Son : Father
|
||||
{
|
||||
public override void Say()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("Son");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
Father f = new Son();
|
||||
f.Say(); // Son
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```
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||||
`new` 是隐藏父类成员，不是真正的多态。
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```csharp
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||||
class Father
|
||||
{
|
||||
public void Say()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("Father");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
class Son : Father
|
||||
{
|
||||
public new void Say()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("Son");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
Father f = new Son();
|
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f.Say(); // Father
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```
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区别：
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1. `override`：看实际对象，所以会调用 `Son.Say()`
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2. `new`：看变量类型，所以 `Father f` 调用的是 `Father.Say()`
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3. 想要多态效果，用 `virtual + override`
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# 常见错误
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错误1：父类没写 `virtual`，子类却写 `override`
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```csharp
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class Animal
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||||
{
|
||||
public void Speak()
|
||||
{
|
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}
|
||||
}
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||||
class Dog : Animal
|
||||
{
|
||||
public override void Speak()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
}
|
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```
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错误原因：
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父类的 `Speak` 不是虚方法，不能被重写
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错误2：以为子类独有成员也能通过父类变量直接调用
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```csharp
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Animal animal = new Dog();
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// animal.Bite(); // 错误
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```
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原因：
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父类变量只能看到父类声明过的成员
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错误3：用 `new` 代替 `override`
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```csharp
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class Dog : Animal
|
||||
{
|
||||
public new void Speak()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("狗叫");
|
||||
}
|
||||
}
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```
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这样只是隐藏，不是真正的多态。
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# 和里氏替换原则的关系
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多态能成立的前提是：
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==子类真的能当父类来用==
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比如：
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```csharp
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void MakeSpeak(Animal animal)
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{
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animal.Speak();
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}
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```
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这个函数相信：所有 `Animal` 都能 `Speak()`。
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如果某个子类重写后直接抛异常，或者完全破坏父类原本承诺的行为，就会影响[[里氏替换原则]]。
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所以可以这样联系：
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1. [[继承]]提供父子类型关系
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2. 多态让同一个调用产生不同表现
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3. [[里氏替换原则]]约束子类不要乱改父类承诺
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# 注意
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1. 多态主要依赖 `virtual + override`
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2. 父类引用可以指向子类对象，这是多态的基础
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3. 调用重写方法时，看的是对象的实际类型
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4. 父类变量只能访问父类中声明过的成员
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5. `base` 是在子类中访问父类成员，不是创建父类对象
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6. `new` 是隐藏成员，不等于 `override`
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7. 如果父类方法不希望再被重写，可以在子类重写时写 `sealed override`
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# 一句话记忆
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==父类定规则，子类改表现，调用时看实际对象。==
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再压缩一点：
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==virtual 允许改，override 真正改，base 调父类。==
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# 面试/复习时怎么说
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可以这样答：
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“多态是指同一个父类引用指向不同子类对象时，调用同一个虚方法会执行不同子类的重写实现。
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在 C# 中通常通过 `virtual` 和 `override` 实现，父类用 `virtual` 声明可重写方法，子类用 `override` 提供自己的实现。
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如果子类重写时还想保留父类原本逻辑，可以用 `base` 调用父类方法。多态的好处是调用方可以面向父类编程，新增子类时尽量少改原有代码。”
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引用：
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1. Microsoft Learn: [Polymorphism](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/fundamentals/object-oriented/polymorphism)
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||||
2. Microsoft Learn: [virtual (C# Reference)](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/virtual)
|
||||
3. Microsoft Learn: [override (C# Reference)](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/override)
|
||||
4. Microsoft Learn: [The base keyword](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/base)
|
||||
5. Microsoft Learn: [Knowing When to Use Override and New Keywords](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/knowing-when-to-use-override-and-new-keywords)
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#多态
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#核心
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