Принудительный полиморфизм: абстрактные методы
Принудительный полиморфизм: абстрактные методы
Если класс является абстрактным базовым классом, он может определять любое число абстрактных членов (их аналогами в C++ являются "чистые" виртуальные функции). Абстрактные методы могут использоваться тогда, когда требуется определить метод без реализации, заданной по умолчанию. В результате производным классам придется использовать полиморфизм, поскольку им придется "уточнять" детали абстрактных методов. Здесь сразу же возникает вопрос, зачем это нужно. Чтобы понять роль абстрактных методов, давайте снова рассмотрим иерархию форм, уже упоминавшуюся в этой главе и расширенную так, как показано на рис. 4.10.
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 ***** ");
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.