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C# 抽象类

介绍​

在面向对象编程（OOP）中，抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化。抽象类的主要目的是作为其他类的基类，提供一些通用的功能或定义一些必须由派生类实现的抽象方法。抽象类允许你定义一些方法的具体实现，同时强制派生类实现某些特定的方法。

在 C# 中，抽象类通过 abstract 关键字来声明。抽象类可以包含抽象方法（没有实现的方法）和非抽象方法（有实现的方法）。抽象方法必须在派生类中被重写。

定义抽象类​

要定义一个抽象类，你需要使用 abstract 关键字。以下是一个简单的抽象类示例：

csharp
abstract class Animal
{
    // 抽象方法，没有实现
    public abstract void MakeSound();

    // 非抽象方法，有实现
    public void Sleep()
    {
        Console.WriteLine("Sleeping...");
    }
}

在这个例子中，Animal 是一个抽象类，它包含一个抽象方法 MakeSound() 和一个非抽象方法 Sleep()。任何继承 Animal 类的派生类都必须实现 MakeSound() 方法。

继承抽象类​

抽象类不能直接实例化，但可以通过继承来使用。以下是一个继承 Animal 抽象类的示例：

csharp
class Dog : Animal
{
    // 实现抽象方法
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("Woof!");
    }
}

class Cat : Animal
{
    // 实现抽象方法
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("Meow!");
    }
}

在这个例子中，Dog 和 Cat 类都继承自 Animal 抽象类，并且都实现了 MakeSound() 方法。

使用抽象类​

你可以通过基类引用来调用派生类的方法。以下是一个使用抽象类的示例：

csharp
Animal myDog = new Dog();
Animal myCat = new Cat();

myDog.MakeSound(); // 输出: Woof!
myCat.MakeSound(); // 输出: Meow!

myDog.Sleep(); // 输出: Sleeping...
myCat.Sleep(); // 输出: Sleeping...

在这个例子中，myDog 和 myCat 都是 Animal 类型的引用，但它们分别指向 Dog 和 Cat 类的实例。通过这种方式，你可以使用基类引用来调用派生类的方法。

实际应用场景​

抽象类在实际开发中有很多应用场景。例如，假设你正在开发一个图形绘制应用程序，你可以定义一个抽象类 Shape，然后让不同的图形类（如 Circle、Rectangle 等）继承 Shape 类并实现其抽象方法。

csharp
abstract class Shape
{
    public abstract double Area();
    public abstract double Perimeter();
}

class Circle : Shape
{
    public double Radius { get; set; }

    public Circle(double radius)
    {
        Radius = radius;
    }

    public override double Area()
    {
        return Math.PI * Radius * Radius;
    }

    public override double Perimeter()
    {
        return 2 * Math.PI * Radius;
    }
}

class Rectangle : Shape
{
    public double Width { get; set; }
    public double Height { get; set; }

    public Rectangle(double width, double height)
    {
        Width = width;
        Height = height;
    }

    public override double Area()
    {
        return Width * Height;
    }

    public override double Perimeter()
    {
        return 2 * (Width + Height);
    }
}

在这个例子中，Shape 是一个抽象类，它定义了 Area() 和 Perimeter() 两个抽象方法。Circle 和 Rectangle 类继承 Shape 类并实现了这两个方法。

总结​

抽象类是 C# 中实现面向对象编程的重要工具之一。它们允许你定义一些通用的功能，同时强制派生类实现特定的方法。通过使用抽象类，你可以更好地组织代码，并确保派生类遵循一定的规范。

提示

记住，抽象类不能被实例化，它们只能作为基类使用。抽象方法必须在派生类中被重写。

附加资源​

练习​

  1. 创建一个抽象类 Vehicle，并定义两个抽象方法 Start() 和 Stop()。然后创建两个派生类 Car 和 Bike，分别实现这两个方法。
  2. 修改上面的 Shape 示例，添加一个新的抽象方法 Draw()，并在 Circle 和 Rectangle 类中实现它。

通过完成这些练习，你将更好地理解抽象类的概念及其在实际编程中的应用。