Полное руководство. С# 4.0 - Шилдт Герберт

Метод объявляется как виртуальный в базовом классе с помощью ключевого слова virtual, указываемого перед его именем. Когда же виртуальный метод переопределяется в производном классе, то для этого используется модификатор override.А сам процесс повторного определения виртуального метода в производном классеназывается переопределением метода. При переопределении имя, возвращаемый типи сигнатура переопределяющего метода должны быть точно такими же, как и у тоговиртуального метода, который переопределяется. Кроме того, виртуальный метод неможет быть объявлен как static или abstract (подробнее данный вопрос рассматривается далее в этой главе).

Переопределение метода служит основанием для воплощения одного из самыхэффективных в C# принципов: динамической диспетчеризации методов, которая представляет собой механизм разрешения вызова во время выполнения, а не компиляции.Значение динамической диспетчеризации методов состоит в том, что именно благодаря ей в C# реализуется динамический полиморфизм.

Ниже приведен пример, демонстрирующий виртуальные методы и их переопределение.// Продемонстрировать виртуальный метод.using System;class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); }}class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derivedl"); }}class Derived2 : Base { // Вновь переопределить метод Who() в еще одном производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived2"); }}class OverrideDemo { static void Main() { Base baseOb = new Base(); Derived1 dOb1 = new Derived1(); Derived2 dOb2 = new Derived2(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = baseOb; baseRef.Who(); baseRef = dOb1; baseRef.Who(); baseRef = dOb2; baseRef.Who(); }}

Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.Метод Who() в классе Base.Метод Who() в классе Derived1Метод Who() в классе Derived2

В коде из приведенного выше примера создаются базовый класс Base и два производных от него класса — Derived1 и Derived2. В классе Base объявляется виртуальный метод Who(), который переопределяется в обоих производных классах. Затем вметоде Main() объявляются объекты типа Base, Derived1 и Derived2. Кроме того,объявляется переменная baseRef ссылочного типа Base. Далее ссылка на каждый типобъекта присваивается переменной baseRef и затем используется для вызова метода Who(). Как следует из результата выполнения приведенного выше кода, вариантвыполняемого метода Who() определяется по типу объекта, к которому происходитобращение по ссылке во время вызова этого метода, а не по типу класса переменнойbaseRef.

Но переопределять виртуальный метод совсем не обязательно. Ведь если в производном классе не предоставляется собственный вариант виртуального метода, то используется его вариант из базового класса, как в приведенном ниже примере./* Если виртуальный метод не переопределяется, то используется его вариант из базового класса. */using System;class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); }}class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived1"); }}class Derived2 : Base { // В этом классе метод Who() не переопределяется.}class NoOverrideDemo { static void Main() { Base baseOb = new Base(); Derived1 dOb1 = new Derived1(); Derived2 dOb2 = new Derived2(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = baseOb; baseRef.Who(); baseRef = dOb1; baseRef.Who(); baseRef = dOb2; baseRef.Who(); // вызывается метод Who() из класса Base }}

Выполнение этого кода приводит к следующему результату.Метод Who() в классе Base.Метод Who() в классе Derived1Метод Who() в классе Base

В данном примере метод Who() не переопределяется в классе Derived2. Поэтомудля объекта класса Derived2 вызывается метод Who() из класса Base.

Если при наличии многоуровневой иерархии виртуальный метод не переопределяется в производном классе, то выполняется ближайший его вариант, обнаруживаемыйвверх по иерархии, как в приведенном ниже примере./* В многоуровневой иерархии классов выполняется тот переопределенный вариант виртуального метода, который обнаруживается первым при продвижении вверх по иерархии. */using System;class Base { // Создать виртуальный метод в базовом классе. public virtual void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Base"); }}class Derivedl : Base { // Переопределить метод Who() в производном классе. public override void Who() { Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived1"); }}class Derived2 : Derived1 { // В этом классе метод Who() не переопределяется.}class Derived3 : Derived2 { // И в этом классе метод Who() не переопределяется.}class NoOverrideDemo2 { static void Main() { Derived3 dOb = new Derived3(); Base baseRef; // ссылка на базовый класс baseRef = dOb; baseRef.Who(); // вызов метода Who() из класса Derived1 }}

Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.Метод Who() в классе Derivedl

В данном примере класс Derived3 наследует класс Derived2, который наследуеткласс Derived1, а тот, в свою очередь, — класс Base. Как показывает приведенныйвыше результат, выполняется метод Who(), переопределяемый в классе Derived1,поскольку это первый вариант виртуального метода, обнаруживаемый при продвижении вверх по иерархии от классов Derived3 и Derived2, где метод Who() не переопределяется, к классу Derived1.

И еще одно замечание: свойства также подлежат модификации ключевым словомvirtual и переопределению ключевым словом override. Это же относится и к индексаторам.Что дает переопределение методов

Благодаря переопределению методов в C# поддерживается динамический полиморфизм. В объектно-ориентированном программировании полиморфизм играеточень важную роль, потому что он позволяет определить в общем классе методы,которые становятся общими для всех производных от него классов, а в производныхклассах — определить конкретную реализацию некоторых или же всех этих методов.Переопределение методов — это еще один способ воплотить в C# главный принципполиморфизма: один интерфейс — множество методов.

Удачное применение полиморфизма отчасти зависит от правильного пониманиятой особенности, что базовые и производные классы образуют иерархию, которая продвигается от меньшей к большей специализации. При надлежащем применении базовый класс предоставляет все необходимые элементы, которые могут использоватьсяв производном классе непосредственно. А с помощью виртуальных методов в базовомклассе определяются те методы, которые могут быть самостоятельно реализованы впроизводном классе. Таким образом, сочетая наследование с виртуальными методами,можно определить в базовом классе общую форму методов, которые будут использоваться во всех его производных классах.Применение виртуальных методов

Для того чтобы стали понятнее преимущества виртуальных методов, применим ихв классе TwoDShape. В предыдущих примерах в каждом классе, производном от классаTwoDShape, определялся метод Area(). Но, по-видимому, метод Area() лучше былобы сделать виртуальным в классе TwoDShape и тем самым предоставить возможностьпереопределить его в каждом производном классе с учетом особенностей расчета площади той двумерной формы, которую инкапсулирует этот класс. Именно это и сделано в приведенном ниже примере программы. Ради удобства демонстрации классов вэтой программе введено также свойство name в классе TwoDShape.// Применить виртуальные методы и полиморфизм.using System;class TwoDShape { double pri_width; double pri_height; // Конструктор по умолчанию. public TwoDShape() { Width = Height = 0.0; name = "null"; } // Параметризированный конструктор. public TwoDShape(double w, double h, string n) { Width = w; Height = h; name = n; } // Сконструировать объект равной ширины и высоты. public TwoDShape(double х, string n) { Width = Height = x; name = n; } // Сконструировать копию объекта TwoDShape. public TwoDShape(TwoDShape ob) { Width = ob.Width; Height = ob.Height; name = ob.name; } // Свойства ширины и высоты объекта. public double Width { get { return pri_width; } set { pri_width = value < 0 ? -value : value; } } public double Height { get { return pri_height; } set { pri_height = value < 0 ? -value : value; } } public string name { get; set; } public void ShowDim() { Console.WriteLine("Ширина и высота равны " + Width + " и " + Height); } public virtual double Area() { Console.WriteLine("Метод Area() должен быть переопределен"); return 0.0; }}// Класс для треугольников, производный от класса TwoDShape.class Triangle : TwoDShape { string Style; // Конструктор, используемый по умолчанию. public Triangle() { Style = "null"; } // Конструктор для класса Triangle. public Triangle(string s, double w, double h) : base (w, h, "треугольник") { Style = s; } // Сконструировать равнобедренный треугольник, public Triangle(double x) : base(x, "треугольник") { Style = "равнобедренный"; } // Сконструировать копию объекта типа Triangle. public Triangle(Triangle ob) : base(ob) { Style = ob.Style; } // Переопределить метод Area() для класса Triangle. pulplic override double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); }}// Класс для прямоугольников, производный от класса TwoDShape.class Rectangle : TwoDShape { // Конструктор для класса Rectangle. public Rectangle(double w, double h) : base (w, h, "прямоугольник"){ } // Сконструировать квадрат. public Rectangle(double x) : base (x, "прямоугольник") { } // Сконструировать копию объекта типа Rectangle. public Rectangle(Rectangle ob) : base (ob) { } // Возвратить логическое значение true, если // прямоугольник окажется квадратом. public bool IsSquare() { if(Width == Height) return true; return false; } // Переопределить метод Area() для класса Rectangle. public override double Area() { return Width * Height; }}class DynShapes { static void Main() { TwoDShape[] shapes = new TwoDShape[5]; shapes[0] = new Triangle("прямоугольный", 8.0, 12.0); shapes[1] = new Rectangle(10); shapes[2] = new Rectangle(10, 4); shapes[3] = new Triangle(7.0); shapes[4] = new TwoDShape(10, 20, "общая форма"); for (int i=0; i < shapes.Length; i++) { Console.WriteLine("Объект — " + shapes[i].name); Console.WriteLine("Площадь равна " + shapes[i].Area()); Console.WriteLine(); } }}