CH08-使用虚方法实现多态

本章目标

理解为什么要使用多态？
理解多态的概念
掌握虚方法实现多态

本章内容

1、多态概念

为什么要使用多态？

演示案例：通过第7章讲解的继承方式来实现学生和老师的自我介绍功能。

创建父类：Person

public class Person
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

创建子类（学生类和老师类）,实现自我介绍方法

//学生类
public class Student : Person
{
    public string hobby { get; set; }

    public void SayHi()
    {
        Console.WriteLine("大家好，我叫：{0}，年龄：{1}，爱好：{2}",Name,Age,hobby);
    }
}
//老师类
public class Teacher : Person
{
    public int YearOfService { get; set; }


    public void SayHi()
    {
        Console.WriteLine("大家好，我叫：{0}，年龄：{1}，教龄：{2}", Name, Age, YearOfService);
    }
}

测试类：

static void Main(string[] args)
{
    //使用集合保存多个学生和老师对象，Person作为集合对象
    List<Person> list = new List<Person>
    {
        new Teacher(){Id=1001,Name="张老师",Age=38,YearOfService=15},
        new Student(){Id=100001,Name="张三",Age=16,hobby="篮球"},
        new Student(){Id=100002,Name="李四",Age=17,hobby="听音乐，打游戏"}
    };

    //循环集合，实现自我介绍
    foreach (Person person in list)
    {
        //通过is-a判断
        if(person is Teacher)
        {
            Teacher teacher=(Teacher)person;
            teacher.SayHi();
        }
        if(person is Student)
        {
            Student student=(Student)person;
            student.SayHi();
        }
    }
}

通过上述代码，可思考一问题：

在遍历Person集合实现问好功能时，需要用is关键字判段每个Person的类型。这时会带来一个问题，如果Person类的子类非常多，SayHi()方法各不相同，那么在程序中就要对众多的对象编写非常多的if语句进行判断，使程序变得庞大，扩展困难。

如何解决以下问题？

通过多态可以解决

多态概念：
1. 概念：
  
  多态： “多种形态”，指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。
2. 简单理解说明：
  
  多态是建立在继承的基础上，同一个方法，操作于不同的对象，实现的方式不一样，则称为多态。
3. 生活中的多态有很多，如下：
  1. 不同对象对于同一个方法（Cut）实现不同的行为:
  2. 吃饭操作：中国人吃饭用筷子，印度人吃饭用手抓，西方人吃饭用刀叉
  3. 请思考你认为生活中的多态还有那些？
在C#中实现多态的方式：
1. 通过虚方法实现多态
2. 通过抽象方法实现多态

2、虚方法实现多态

语法：
1. 在父类中定义虚方法：
  1
  2
  3
  4
  访问修饰符 virtual 返回值类型方法名()
  {
  //方法体
  }
  注意事项：
  
  在方法中加入关键字：virtual
2. 在子类中重写虚方法：
  1
  2
  3
  4
  5
  访问修饰符 override 返回值类型方法名()
  {
  //方法体
  }
3. 注意事项：
  
  父类中定义的虚方法并非必须被子类重写。在父类中可给出虚方法的默认实现。如果子类不重写父类的虚方法，依然执行父类的默认实现；反之，则执行子类重写后的方法。

通过虚方法改善以上案例：

在父类中定义虚方法，实现自我介绍：

public class Person
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    /// <summary>
    /// 在父类定义虚方法
    /// </summary>
    public virtual void SayHi()
    {
        Console.WriteLine("大家好，我叫：{0}，年龄：{1}", Name, Age);
    }
}

在子类重写父类的虚方法，通过override实现重写：

public class Student : Person
{
    public string hobby { get; set; }
      
    public override void SayHi()
    {
        Console.WriteLine("大家好，我叫：{0}，年龄：{1}，爱好：{2}", Name, Age, hobby);
    }
}
      
public class Teacher : Person
{
    public int YearOfService { get; set; }
      
    public override void SayHi()
    {
        Console.WriteLine("大家好，我叫：{0}，年龄：{1}，教龄：{2}", Name, Age, YearOfService);
    }
}

优化测试类：

static void Main(string[] args)
{
    //使用集合保存多个学生和老师对象，Person作为集合对象
    List<Person> list = new List<Person>
    {
        new Teacher(){Id=1001,Name="张老师",Age=38,YearOfService=15},
        new Student(){Id=100001,Name="张三",Age=16,hobby="篮球"},
        new Student(){Id=100002,Name="李四",Age=17,hobby="听音乐，打游戏"}
    };

    //循环集合，实现自我介绍
    foreach (Person person in list)
    {
        /*//通过is-a判断
        if (person is Teacher)
        {
            Teacher teacher = (Teacher)person;
            teacher.SayHi();
        }
        if (person is Student)
        {
            Student student = (Student)person;
            student.SayHi();
        }*/

        person.SayHi();//直接调用父类的方法，如果子类重写了父类的虚方法，则调用子类的方法
    }
}

虚方法实现多态注意事项：
1. 父类定义虚方法，在方法中加入virtual关键字，子类重写虚方法使用override。
2. 虚方法必须有方法体
3. 子类可以重写父类的虚方法，也可以不用重写。
4. 调用时，如果子类重写了父类的虚方法，那么直接调用子类的方法，否则，直接调用父类的虚方法。
方法重写和方法重载的区别：
1. 方法重写：在不同的类中，方法名、参数列表、返回值一样，提供不同的实现。
2. 方法重载：在同一个类中，方法名相同，参数不同，与返回类型无关。

本章总结

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本章作业

通过虚方法实现多态完成学生和老师的自我介绍功能。
通过多态，实现工作汇报操作

需求说明：
1. PM类和SE类均继承Employee，公共属性在父类构造函数中初始化，在父类定义DoWork()虚方法
2. 实现不同员工汇报工作的DoWork()方法，重写父类的DoWork()方法
  1. SE通过遍历工作项，输出工作信息
  2. PM输出固定工作信息
多态实现计算器：

实现思路：
1. 创建父类Operation
  1. 属性NumberA和NumberB
  2. 虚方法GetResult()
2. 依次创建子类OpeartionAdd等，继承父类并重写虚方法GetResult()
3. 实现计算响应事件
  1. 根据不同运算符，创建不同子类对象
  2. 初始化运算数并执行计算