C# 中的继承

在面向对象编程中，继承是类之间的一种关系。继承是一种将一个类的功能重用于另一个相关类的机制。

继承被称为“是一种”关系。在现实世界的例子中，客户是一个人。同样，学生也是一个人，员工也是一个人。他们都有一些共同点，例如，他们都有名字、中间名和姓氏。因此，为了将其转换为面向对象编程，我们可以创建具有名字、中间名和姓氏属性的 Person 类，并让 Customer、Student 和 Employee 类继承自 Person 类。这样我们就无需在所有类中创建相同的属性，并避免违反 DRY（不要重复自己）原则。

请注意，继承只能用于具有共同行为且完全可替代的相关类。请遵循里氏替换原则。

在 C# 中，使用 : 符号来让一个类继承另一个类。例如，以下 Employee 类在 C# 中继承自 Person 类。

示例：C# 中的类继承

class Person
{
    public string FirstName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }

    public string GetFullName(){ 
        return FirstName + " " + LastName;
    }
}

class Employee : Person
{
    public int EmployeeId { get; set; }
    public string CompanyName { get; set; }
    
}

在上面的示例中，Person 类被称为基类或父类，而 Employee 类被称为派生类或子类。

Employee 类继承自 Person 类，因此它自动获得了 Person 类的所有公共成员。这意味着即使 Employee 类不包含 FirstName、LastName 属性和 GetFullName() 方法，Employee 类的对象也将拥有 Person 类的所有属性和方法以及其自身的成员。

示例：继承的成员

Employee emp = new Employee();
emp.FirstName = "Steve";
emp.LastName = "Jobs";
emp.EmployeeId = 1;
emp.CompanyName = "Apple";

var fullname = emp.GetFullName(); //Steve Jobs

尝试一下

请注意，C# 不允许一个类继承多个类。一个类只能通过接口实现多重继承。

访问修饰符在继承中的作用

访问修饰符在继承中扮演着重要角色。基类中每个成员的访问修饰符都会影响它们在派生类中的可访问性。

公共成员

基类的公共成员在派生类中是可访问的，并且也成为派生类对象的一部分。

示例：公共成员的继承

class Person
{
    public string FirstName { get; set; } // can be inherited
}

class Employee : Person
{
        
}

Employee emp = new Employee();
emp.FirstName = "Bill"; // valid

私有成员

基类的私有成员不能直接从派生类访问，也不能成为派生类对象的一部分。

示例：私有成员的继承

class Person
{
    private string FirstName { get; set; }  // cannot be inherited
}

class Employee : Person
{
   
}

Employee emp = new Employee();
emp.FirstName; // Compile-time error

受保护成员

基类的受保护成员在派生类中是可访问的，但不能成为派生类对象的一部分。

示例：受保护成员的继承

class Person
{
    protected string FirstName { get; set; }
}

class Employee : Person
{
    public int GetName()
    {
        return this.FirstName;// valid
    }
}

Employee emp = new Employee();
emp.GetName();// valid
emp.FirstName; // Compile-time error.

内部成员

内部成员在派生类中是可访问的，并且是派生类对象的一部分。

示例：内部成员的继承

class Person
{
    internal string FirstName { get; set; } 
}

class Employee : Person
{
        
}

Employee emp = new Employee();
emp.Name= "Steve";// valid

构造函数

创建派生类对象时，会首先调用基类的构造函数，然后是派生类的构造函数。如果存在多级继承，则将首先调用第一个基类的构造函数，然后是第二个基类，依此类推。

示例：继承中的构造函数

class Person
{
    public Person()
    {
	    Console.WriteLine("Person Constructor");
	}
}

class Employee : Person
{
    public Employee()
    {
	    Console.WriteLine("Employee Constructor");
	}   
}

Employee emp = new Employee();

尝试一下

输出

Person 构造函数 Employee 构造函数

在派生类中使用 base 关键字访问基类的公共成员。例如，以下使用 :base() 调用基类的参数化构造函数。

示例：base 关键字

class Person
{
    public Person()
    {
	    Console.WriteLine("Person Constructor");
	}

    public Person(string val)
    {
	    Console.WriteLine(val);
	}
}

class Employee : Person
{
    public Employee() : base("Parameterized constructor of base class")
    {
	    Console.WriteLine("Employee Constructor");
	}   
}

Employee emp = new Employee();

尝试一下

输出

基类的参数化构造函数 Employee 构造函数

对象初始化

您可以创建派生类的实例并将其赋值给基类或派生类的变量。实例的属性和方法取决于它被赋值的变量类型。这里，类型可以是类、接口或抽象类。

下表列出了根据变量类型和实例类型支持的成员。

实例变量	实例类型	实例成员
基类型	基类型	基类型
基类型	派生类型	基类型
派生类型	派生类型	基类型和派生类型

以下程序演示了根据变量类型支持的成员

示例：对象创建

class Person
{
    public int Id { get; set; }  
    public string FirstName { get; set; } 
    public string LastName { get; set; } 
}

class Employee : Person
{
    public string CompanyName { get; set; }
    public decimal Salary { get; set; }
}

public class Program
{
	public static void Main()
	{
        Person per1 = new Person();
        per1.Id = 1; //valid
        per1.FirstName = "James"; //valid
        per1.LastName = "Bond"; //valid

        //per1.CompanyName; // not supported
        //per1.Salary;  // not supported

        Person per2 = new Employee();
        per2.Id = 2; //valid
        per2.FirstName = "Bill"; //valid
        per2.LastName = "Gates"; //valid

        //per2.CompanyName; // not supported
        //per2.Salary;  // not supported
 
        Employee emp = new Employee();
        emp.Id = 1; //valid
        emp.FirstName = "Steve";//valid
        emp.LastName = "Jobs";//valid
        emp.CompanyName = "XYZ"; //valid
        emp.Salary = 10000; //valid 

        //invalid, can't assign base type to derived type
        //Employee emp = new Person();
     }
}

尝试一下

在上面的示例中，per2 的类型是 Person，因此即使对象类型是 Employee，它也只公开 Person 类型的公共属性。然而，emp 的类型是 Employee，因此它公开了两个类的所有公共属性。请注意，基类型对象不能赋值给派生类型变量。

类型转换

基类型隐式转换为基类，而派生类型必须使用 as 运算符显式转换为基类。

示例：从基类到派生类的类型转换

public static void Display(Employee emp){
    Console.WriteLine($"Name: {emp.FirstName} {emp.LastName}");
}

public static void Main()
{
    Person per = new Employee();
    per.FirstName="Steve";
    per.LastName="Jobs";

    //Cannot convert from Person to Employee implicitly
    Display(per);//error 

    Display(per as Employee);//valid, explicit conversion

    Employee emp = new Employee();
    emp.FirstName = "Abdul";
    emp.LastName = "Kalam";
    Display(emp);//valid
}

尝试一下

输出

员工姓名：史蒂夫·乔布斯公司名称员工姓名：阿卜杜勒·卡拉姆公司名称