Рис. 4.9. Полная иерархии служащих
Рис. 4.10. Иерархия форм
Как и в случае иерархии служащих, лучше запретить пользователю объекта создавать экземпляры Shape (форма) непосредственно, поскольку соответствующее понятие слишком абстрактно. Для этого необходимо определить тип Shape, как абстрактный класс.
namespace Shapes {
public abstract class Shape {
// Форме можно назначить понятное имя.
protected string petName;
// Конструкторы.
public Shape()(petName = "БезИмени";}
public Shape(string s) (petName = s;}
// Draw() виртуален и может быть переопределен.
public virtual void Draw() {
Console.WriteLine("Shape.Draw()");
}
public string PetName {
get { return petName; }
set { petName = value; }
}
}
// Circle не переопределяет Draw().
public class Circle: Shape {
public Circle() {}
public Circle(string name): base(name) {}
}
// Hexagon переопределяет Draw().
public class Hexagon: Shape {
public Hexagon () {}
public Hexagon (string name): base(name) {}
public override void Draw() {
Console.WriteLine("Отображение шестиугольника {0}", petName);
}
}
}
Обратите внимание на то, что класс Shape определил виртуальный метод с именем Draw(). Вы только что убедились, что подклассы могут переопределять поведение виртуального метода, используя ключевое слово override (как в случае класса Hexagon). Роль абстрактных методов становится совершенно ясной, если вспомнить, что подклассам не обязательно переопределять виртуальные методы (как в случае Circle). Таким образом, если вы создадите экземпляры типов Hexagon и Circle, то обнаружите, что Hexagon "знает", как правильно отобразить себя. Однако Circle в этом случае будет "не на шутку озадачен" (рис. 4.11).
// Объект Circle не переопределяет реализацию Draw() базового класса.
static void Main(string[] args) {
Hexagon hex = new Hexagon("Beth");
hex.Draw();
Circle car = new Circle("Cindy");
// М-м-м-да. Используем реализацию базового класса.
cir.Draw();
Console.ReadLine();
}
Рис. 4.11. Виртуальные методы переопределять не обязательно
Ясно, что это не идеальный вариант иерархии форм. Чтобы заставить каждый производный класс иметь свой собственный метод Draw(), можно задать Draw(), как абстрактный метод класса Shape, т.е метод, который вообще не имеет реализации, заданной по умолчанию. Заметим, что абстрактные методы могут определяться только в абстрактных классах. Если вы попытаетесь сделать это в другом классе, то получите ошибку компиляции.
// Заставим всех "деток" иметь cвоe представление.
public abstract class Shape {
...
// Теперь Draw() полностью абстрактный
// (обратите внимание на точку с запятой).
public abstract void Draw();
…
}
Учитывая это, вы обязаны реализовать Draw() в классе Circle. Иначе Circle тоже должен быть абстрактным типом, обозначенным ключевым словом abstract (что для данного примера не совсем логично).
// Если не задать реализацию метода Draw(), то класс Circle должен
// быть абстрактным и не допускать непосредcтвенную реализацию!
public class Circle: Shape {
public Circle() {}
public Circle(string name): base (name) {}
// Теперь Circle должен "понимать", как отобразить себя.
public override void Draw() {
Console.WriteLine("Отображение окружности {0}", petName);
}
}
Для иллюстрации упомянутых здесь возможностей полиморфизма рассмотрим следующий программный код,
// Создание массива различных объектов Shape.
static void Main(string [] args) {
Console.WriteLine("***** Забавы с полиморфизмом *****n");
Shape[] myShapes = {new Hexagon(), new Circle(), new Hexagon("Mick"), new Circle("Beth"), new Hexagon("Linda")};
// Движение по массиву и отображение объектов.
for (int i = 0; i ‹ myShapes.Length; i++) myShapes[i].Draw();
Console.ReadLine();
}
Соответствующий вывод показан на рис. 4.12.
Рис. 4.12. Забавы с полиморфизмом
Здесь метод Main() иллюстрирует полиморфизм в лучшем его проявлении. Напомним, что при обозначении класса, как абстрактного, вы теряете возможность непосредственного создания экземпляров соответствующего типа. Однако вы можете хранить ссылки на любой подкласс в абстрактной базовой переменной. При выполнении итераций по массиву ссылок Shape соответствующий тип будет определен в среде выполнения. После этого будет вызван соответствующий метод.
Возможность скрывать члены
В C# также обеспечивается логическая противоположность возможности переопределения методов; возможность скрывать члены. Формально говоря, если производный класс повторно объявляет член, идентичный унаследованному от базового класса, полученный класс скрывает (или затеняет) соответствующий член родительского класса. На практике эта возможность оказывается наиболее полезной тогда, когда приходится создавать подклассы, созданные другими разработчиками (например, при использовании купленного пакета программ .NET).
Для иллюстрации предположим, что от своего коллеги (или одноклассника) вы получили класс ThreeDCircle, который получается из System.Object.
public class ThreeDCircie {
public void Draw() {
Console.WriteLine ("Отображение трехмерной окружности");
}
}
Вы полагаете, что ThreeDCircle относится ("is-a") к типу Circle, поэтому пытаетесь получить производный класс из существующего типа Circle.
public class ThreeDCircie: Circle {
public void Draw() {
Console.WriteLine("Отображение трехмерной окружности");
}
}
В процессе компиляции в Visual Studio 2005 вы увидите предупреждение, показанное на рис. 4.13. ('Shapes.ThreeDCircle.Draw()' скрывает наследуемый член 'Shapes.Circle.Draw()'. Чтобы переопределить соответствующую реализацию данным членом, используйте ключевое слово override, иначе используйте ключевое слово new)
Рис. 4.13. Ой! ThreeDCircle.Draw() скрывает Circle.Draw
Есть два варианта решения этой проблемы. Можно просто изменить версию Draw() родителя, используя ключевое слово override. При таком подходе тип ThreeDCircie может расширить возможности поведения родителя так, как требуется.
Альтернативой может быть использование ключевого слова new (с членом Draw() типа ThreeDCircle). Это явное указание того, что реализация производного типа должна скрывать версию родителя (это может понадобиться тогда, когда полученные извне программы .NET не согласуются с программами, уже имеющимися у вас).
// Этот класс расширяет Circle и скрывает наследуемый метод Draw().
public class ThreeDCircle: Circle {
// Скрыть любую внешнюю реализацию Draw().
public new void Draw() {
Console.WriteLine("Отображение трехмерной окружности");
}
}
Вы можете использовать ключевое слово new с любыми членами, унаследованными от базового класса (с полями, константами, статическими членами, свойствами и т.д.). Например, предположим, что ThreeDCircle должен скрыть наследуемое поле petName.
public class ThreeDCircle: Circle {
new protected string petName;
new public void Draw() {
Console.WriteLine("Отображение трехмерной окружности");
}
}
Наконец, следует знать о том, что возможность использовать реализацию базового класса для скрытого члена тоже не исключается, но в этом случае следует использовать явное приведение типов (см. следующий раздел). Например:
static void Main(string[] args) {
ThreeDCircie о = new ThreeDCircle();
о.Draw(); // Вызывается ThreeDCircle.Draw()
((Circle)o).Draw(); // Вызывается Circle.Draw()
}
Исходный код. Иерархия Shapes размещается в подкаталоге, соответствующем главе 4.
Правила приведения типов в C#
Пришло время изучить правила выполнения операций приведения типов в C#. Вспомните иерархию Employees и тот факт, что наивысшим классом в системе является System.Object. Поэтому все в вашей программе является объектами и может рассматриваться, как объекты. С учетом этого вполне допустимо сохранять экземпляры любого типа в объектных переменных.
// Manager – это System.Object.
object frank = new Manager("Frank Zappa", 9, 40000, "111-11-1111", 5);
