繼承是面向對象程序設計（OOP）中的核心概念之一，它極大地增強了代碼的重用性、擴展性和維護性。本篇文章將詳細講解C#中的繼承機制，包括基礎概念、語法特法、多重繼承（通過接口實現）、繼承的規則和實際應用示例，幫助你全面理解和掌握C#的繼承特性。
一、什么是繼承？
繼承允許你基于已有的類（稱為基類或父類）定義另一個類（稱為派生類或子類）。派生類繼承了基類所有的成員（字段、方法、屬性），可以直接使用，也可以重寫（Override）以實現不同的行為，或者添加新成員。
敵說：
繼承實現了**"屬于"（IS-A）**關系。例如：
- 狗（Dog）屬于（IS-A）動物（Animal）
- 哺乳動物（Mammal）屬于（IS-A）動物
- 寶馬（BMW）屬于（IS-A） 汽車（Car）
這種關系幫助我們模擬現實世界中的層次結構，簡化設計。
二、C#中定義繼承
1. 基本語法
在C#中，使用冒號（:）表示繼承關系，派生類書寫格式如下：
<訪問修飾符> class <派生類名> : <基類名> {// 成員定義
}
注意事項：
- 一個派生類只能直接繼承一個基類（單繼承）。
- 一個基類可以擁有多個派生類（多重派生不可直接支持，但可以用接口模擬）。
2. 示例：定義基礎類和派生類
using System;// 基類
class Animal {public void Eat() {Console.WriteLine("動物會吃東西");}
}// 派生類
class Dog: Animal {public void Bark() {Console.WriteLine("狗會叫");}
}class Program {static void Main() {Dog myDog = new Dog();myDog.Eat(); // 繼承自AnimalmyDog.Bark(); // 自己的方法}
}
在這個例子中，Dog繼承自Animal，無須在Dog中重新定義Eat()方法。
三、繼承的細節與規則
1. 隱式繼承
- 派生類自動繼承基類的公共（
public）和受保護（protected）成員。 - 私有（
private）成員不被繼承，但子類可以通過公共或受保護的方法訪問。
2. 構造函數
- 基類的構造函數在派生類實例化時自動調用。
- 如果基類含有參數化構造函數，派生類必須在構造函數中顯式調用
base()。
示例：
class Person {public string Name;public Person(string name) {Name = name;}
}class Student : Person {public int Grade;public Student(string name, int grade): base(name) {Grade = grade;}
}
?
3. 方法的重寫
- 父類中的方法必須聲明為
virtual，子類需要使用override關鍵字重寫。 - 這允許派生類根據需求定制行為。
示例：
class Animal {public virtual void MakeSound() {Console.WriteLine("動物發出聲音");}
}class Cat : Animal {public override void MakeSound() {Console.WriteLine("喵喵");}
}
4. 訪問修飾符影響繼承
public：無限制訪問protected：子類可以訪問private：不可被繼承方訪問，子類不可訪問internal：同程序集可訪問protected internal：保護和內部的結合
四、示例：繼承實現“形狀”和“矩形”
1. 定義基類Shape
using System;namespace InheritanceDemo {class Shape {protected int width, height;public void SetDimensions(int w, int h) {width = w;height = h;}public virtual int Area() {return 0; // 只是一個占位符}}class Rectangle : Shape {public override int Area() {return width * height;}}class Program {static void Main() {Rectangle rect = new Rectangle();rect.SetDimensions(10, 5);Console.WriteLine("矩形面積: " + rect.Area());}}
}
輸出：
矩形面積: 50
這個例子展現了覆蓋（重寫）Area()方法，實現了多態性。
五、繼承的擴展——多重繼承（通過接口實現）
C#不支持多繼承（一個類繼承多個類），為了實現類似效果，推薦使用接口（interface）。
1. 接口簡介
接口定義了一組抽象方法和屬性，但沒有實現。類可以實現多個接口，實現多繼承的效果。
2. 例子：用接口模擬多重繼承
using System;public interface IShape {double Area();
}public interface IColor {string GetColor();
}class Circle : IShape, IColor {private double radius;public Circle(double r) {radius = r;}public double Area() {return Math.PI * radius * radius;}public string GetColor() {return "紅色";}
}class Program {static void Main() {Circle c = new Circle(5);Console.WriteLine("面積: " + c.Area());Console.WriteLine("顏色: " + c.GetColor());}
}
輸出：
面積: 78.5398163397448
顏色: 紅色
這里，Circle實現了兩個接口，達到了多重繼承的效果。
六、繼承中常見的應用技巧
- 隱藏繼承（隱藏基類成員）：子類可以用
new關鍵字隱藏繼承的成員。 - 調用基類成員：可以用
base關鍵字訪問基類成員，或調用基類構造函數。 - 構造函數調用：派生類在構造函數中調用基類的構造函數。
示例：
class Base {public virtual void Method() {Console.WriteLine("Base方法");}
}class Derived : Base {public override void Method() {base.Method(); // 調用基類方法Console.WriteLine("派生類方法");}
}
七、總結
- 繼承是實現代碼復用和模型表達的重要手段。
- C#只支持單繼承，但可用
interface實現多繼承。 - 通過
virtual和override實現多態。 - 使用繼承時應合理設計“IS-A”關系，避免不合理的關系設定。
八、結語
掌握C#中的繼承，是成為一名優秀面向對象開發者的必要條件。合理設計繼承樹，不僅可以提升開發效率，還能增強程序的擴展性和可維護性。希望本篇文章能為你提供系統、全面的理解，助你在實踐中靈活應用。
祝你編程順利！
