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C# 继承详解

news 来源：原创 2025/5/18 13:51:49

继承是面向对象程序设计（OOP）中的核心概念之一，它极大地增强了代码的重用性、扩展性和维护性。本篇文章将详细讲解C#中的继承机制，包括基础概念、语法特法、多重继承（通过接口实现）、继承的规则和实际应用示例，帮助你全面理解和掌握C#的继承特性。

一、什么是继承？

继承允许你基于已有的类（称为基类或父类）定义另一个类（称为派生类或子类）。派生类继承了基类所有的成员（字段、方法、属性），可以直接使用，也可以重写（Override）以实现不同的行为，或者添加新成员。

敌说：
继承实现了**"属于"（IS-A）**关系。例如：

狗（Dog）属于（IS-A）动物（Animal）
哺乳动物（Mammal）属于（IS-A）动物
宝马（BMW）属于（IS-A）汽车（Car）

这种关系帮助我们模拟现实世界中的层次结构，简化设计。

二、C#中定义继承

1. 基本语法

在C#中，使用冒号（:）表示继承关系，派生类书写格式如下：

<访问修饰符> class <派生类名> : <基类名> {// 成员定义
}

注意事项：

一个派生类只能直接继承一个基类（单继承）。
一个基类可以拥有多个派生类（多重派生不可直接支持，但可以用接口模拟）。

2. 示例：定义基础类和派生类

using System;// 基类
class Animal {public void Eat() {Console.WriteLine("动物会吃东西");}
}// 派生类
class Dog: Animal {public void Bark() {Console.WriteLine("狗会叫");}
}class Program {static void Main() {Dog myDog = new Dog();myDog.Eat();   // 继承自AnimalmyDog.Bark();  // 自己的方法}
}

在这个例子中，Dog继承自Animal，无须在Dog中重新定义Eat()方法。

三、继承的细节与规则

1. 隐式继承

派生类自动继承基类的公共（public）和受保护（protected）成员。
私有（private）成员不被继承，但子类可以通过公共或受保护的方法访问。

2. 构造函数

基类的构造函数在派生类实例化时自动调用。
如果基类含有参数化构造函数，派生类必须在构造函数中显式调用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. 方法的重写

父类中的方法必须声明为virtual，子类需要使用override关键字重写。
这允许派生类根据需求定制行为。

示例：

class Animal {public virtual void MakeSound() {Console.WriteLine("动物发出声音");}
}class Cat : Animal {public override void MakeSound() {Console.WriteLine("喵喵");}
}

4. 访问修饰符影响继承

public：无限制访问
protected：子类可以访问
private：不可被继承方访问，子类不可访问
internal：同程序集可访问
protected internal：保护和内部的结合

四、示例：继承实现“形状”和“矩形”

1. 定义基类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; // 只是一个占位符}}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("矩形面积: " + rect.Area());}}
}

输出：

矩形面积: 50

这个例子展现了覆盖（重写）Area()方法，实现了多态性。

五、继承的扩展——多重继承（通过接口实现）

C#不支持多继承（一个类继承多个类），为了实现类似效果，推荐使用接口（interface）。

1. 接口简介

接口定义了一组抽象方法和属性，但没有实现。类可以实现多个接口，实现多继承的效果。

2. 例子：用接口模拟多重继承

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 "红色";}
}class Program {static void Main() {Circle c = new Circle(5);Console.WriteLine("面积: " + c.Area());Console.WriteLine("颜色: " + c.GetColor());}
}