Главная arrow Язык программирования C# arrow C# Полное руководство Герберт Шилдт arrow Виртуальные методы и их переопределение C# Полное руководство Герберт Шилдт

Виртуальные методы и их переопределение C# Полное руководство Герберт Шилдт

Виртуальным называется такой метод, который объявляется как virtual в базовом классе. Виртуальный метод отличается тем, что он может быть переопределен в одном или более производном классе. Следовательно, у каждого производного класса может быть свой вариант виртуального метода. Кроме того, виртуальные методы интересны тем, что именно происходит при их вызове по ссылке на базовый класс. В этом случае средствами языка C# определяется именно тот вариант виртуального метода, который следует вызывать, исходя из типа объекта, к которому происходит обращение по ссылке, причем это делается во время выполнения. Поэтому при ссылке на разные типы объектов выполняются разные варианты виртуального метода. Иными словами, вариант выполняемого виртуального метода выбирается по типу объекта, а не по типу ссылки на этот объект. Так, если базовый класс содержит виртуальный метод и от него получены производные классы, то при обращении к разным типам объектов по ссылке на базовый класс выполняются разные варианты этого виртуального метода.
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 классе называется переопределением метода. При переопределении имя, возвращаемый тип и сигнатура переопределяющего метода должны быть точно такими же, как и у того виртуального метода, который переопределяется. Кроме того, виртуальный метод не может быть объявлен как static или abstract (подробнее данный вопрос рассматривается далее в этой главе).
Переопределение метода служит основанием для воплощения одного из самых эффективных 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 Derived1 : Base {
   // Переопределить метод Who() в производном классе.
   public override void Who() {
      Console.WriteLine("Метод Who() в классе Derived1");
   }
}

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 d0b2 = new Derived2();

      Base baseRef; // ссылка на базовый класс

      baseRef = baseOb;
      baseRef.Who();

      baseRef = dOb1;
      baseRef.Who();

      baseRef = d0b2;
      baseRef.Who();

   }
}


Вот к какому результату приводит выполнение этого кода:
   Метод Who() в классе Base.
   Метод Who() в классе Derived1
   Метод Who() в классе Derived2

В коде из приведенного выше примера создаются базовый класс Base и два производных от него класса — Derivedl и Derived2. В классе Base объявляется виртуальный метод Who (), который переопределяется в обоих производных классах. Затем в методе Main () объявляются объекты типа Base, Derivedl и Derived2. Кроме того, объявляется переменная baseRef ссылочного типа Base. Далее ссылка на каждый тип объекта присваивается переменной baseRef и затем используется для вызова метода Who (). Как следует из результата выполнения приведенного выше кода, вариант выполняемого метода Who () определяется по типу объекта, к которому происходит обращение по ссылке во время вызова этого метода, а не по типу класса переменной baseRef. 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 Derived1 : 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 Derivedl();
      Derived2 d0b2 = new Derived2();

      Base baseRef; // ссылка на базовый класс

      baseRef = baseOb;
      baseRef.Who();

      baseRef = dOb1;
      baseRef.Who();

      baseRef = d0b2;
      baseRef.Who (); // вызывается метод Who()
                                     //из класса Base
   }
}


Выполнение этого кода приводит к следующему результату:
   Метод Who() в классе Base.
   Метод Who() в классе Derived1
   Метод Who() в классе Base

В данном примере метод Who () не переопределяется в классе Derived2. Поэтому для 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, обнаруживаемый вверх 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 Derived1 : 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 {
   // Ив этом классе метод Who() не переопределяется.
}

class No0verrideDemo2 {
   static void Main() {
      Derived3 dOb = new Derived3();
      Base baseRef; // ссылка на базовый класс

      baseRef = dOb;
      baseRef.Who(); // вызов метода Who() из класса Derivedl
   }
}


Вот к какому результату приводит выполнение этого кода:
   Метод Who() в классе Derived1
В данном примере класс Derived3 наследует класс Derived2, который наследует класс Derived1, а тот, в свою очередь, — класс Base. Как показывает приведенный выше результат, выполняется метод Who (), переопределяемый в классе Derived1, поскольку это первый вариант виртуального метода, обнаруживаемый при продвижении вверх по иерархии от классов DerivedQ и Derived2, где метод Who () не переопределяется, к классу Derived1.
И еще одно замечание: свойства также подлежат модификации ключевым словом virtual и переопределению ключевым словом override. Это же относится и к индексаторам.