13. Наследование классов

Язык C# полностью поддерживает объектно-ориентированную концепцию наследования для классов. Чтобы указать, что один класс является наследником другого, используется следующий синтаксис:

class имя-класса-наследника : имя-класса-предка {тело-класса}

Наследование от двух и более классов в C# и CLRзапрещено. Наследник обладает всеми полями, методами и свойствами предка, но элементы предка с модификаторомprivateне доступны в наследнике. Конструкторы класса-предка не переносятся в класс-наследник. При наследовании также нельзя расширить область видимости класса, т.е.internal-класс может наследоваться отpublic-класса, но не наоборот.

Для объектов класса-наследника определено неявное преобразование к типу класса-предка. C# содержит две специальные операции, связанные с контролем типов при наследовании. Выражение x is Tвозвращает значениеtrue, если тип объектаx– этоTили наследник классаT. Выражениеx as Tвозвращает объект, приведённый к типуT, если это возможно, иnullв противном случае.

Для обращения к методам класса-предка класс-наследник может использовать ключевое слово baseв формеbase.метод-базового-класса. Если конструктор наследника должен вызвать конструктор предка, то для этого также используется ключевое словоbase:

конструктор-наследника([параметры]) : base([параметры_2])

Для конструкторов производного класса справедливо следующее замечание: в начале работы конструктор должен совершить вызов другого конструктора своего или базового класса. Если вызов конструктора базового класса отсутствует, компилятор автоматически подставляет в заголовок конструктора вызов base(). Если в базовом классе нет конструктора без параметров, происходит ошибка компиляции.

Для классов можно указать два модификатора, связанных с наследованием. Модификатор sealedопределяетзапечатанный класс, от которого запрещено наследование. Модификаторabstractопределяетабстрактный класс, у которого обязательно должны быть наследники. Объект абстрактного класса создать нельзя, хотя статические элементы такого класса можно вызвать:

sealedclassSealedClass{ }

abstractclassAbstractClass{ }

Класс-наследник может дополнять базовый класс новыми элементами, а может замещать элементы базового класса. Для замещения нужно указать в новом классе элемент с прежним именем и, возможно, новой сигнатурой:

publicclassPet

{

publicvoidSpeak() {Console.WriteLine("I'm a pet"); }

}

publicclassDog:Pet

{

publicvoidSpeak() {Console.WriteLine("I'm a dog"); }

}

При компиляции данного фрагмента будет получено предупреждающее сообщение о том, что метод Dog.Speak()закрывает метод базового классаPet.Speak(). Чтобы подчеркнуть, что метод класса-наследника сознательно замещает метод базового класса, используется ключевое словоnew:

publicclassDog:Pet

{

publicnewvoidSpeak() {Console.WriteLine("I'm a dog"); }

}

При замещении методов с изменением типов параметров метод базового класса вызывается только в том случае, если компилятор не может подобрать метод производного класса, выполняя неявное приведение типов:

publicclassA

{

publicvoidDo(intx) {Console.WriteLine("A.Do()"); }

}

publicclassB:A

{

publicvoidDo(doublex) {Console.WriteLine("B.Do()"); }

}

Bx =newB();

x.Do(3); // печатает "B.Do()"

Замещение методов класса не является полиморфным по умолчанию. Следующий фрагмент кода печатает две одинаковые строки:

Petpet =newPet();

Petdog =newDog();// объект класса Dog присвоен объекту Pet

pet.Speak(); // печатает "I'm a pet"

dog.Speak(); // также печатает "I'm a pet"

Для организации полиморфного вызова применяется два модификатора: virtualуказывается для метода базового класса, который мы хотим сделать полиморфным,override– для методов производных классов. Эти методы должны совпадать по имени, типу и сигнатуре с перекрываемым методом класса-предка.

publicclassPet

{

publicvirtual voidSpeak() {Console.WriteLine("I'm a pet"); }

}

publicclassDog:Pet

{

publicoverride voidSpeak() {Console.WriteLine("I'm a dog"); }

}

Petpet =newPet();

Petdog =newDog();

pet.Speak(); // печатает "I'm a pet"

dog.Speak(); // печатает "I'm a dog"

При описании метода возможно совместное указание модификаторов newиvirtual. Такой приём создаёт новую полиморфную цепочку замещения:

public class A

{

publicvirtualvoidDo() {Console.WriteLine("A.Do()"); }

}

publicclassB:A

{

publicoverridevoidDo() {Console.WriteLine("B.Do()"); }

}

publicclassC:A

{

publicnewvirtualvoidDo() {Console.WriteLine("C.Do()"); }

}

A[] x = {newA(),newB(),newC()};

x[0].Do(); // печатает "A.Do()"

x[1].Do(); // печатает "B.Do()"

x[2].Do(); // печатает "A.Do()"

Если на некоторой стадии построения иерархии классов требуется запретить дальнейшее переопределение виртуального метода в производных классах, этот метод помечается ключевым словом sealed:

publicclassDog:Pet

{

publicoverridesealedvoidSpeak() { }

}

Для методов, объявленных в абстрактных классах, можно применить модификатор abstract, который говорит о том, что метод не реализуется в классе, не содержит тела и должен обязательно переопределяться в наследнике (в такой ситуации модификаторabstractэквивалентен модификаторуvirtual).

publicabstractclassAbstractClass

{

// реализации метода в классе нет

publicabstractvoidAbstractMethod();

}

Отметим, что наряду с виртуальными методами в классе можно описать виртуальные свойства, индексаторы и события. Статические элементы класса не могут быть виртуальными.