Virtual & Override Schlüsselwörter

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der C#-Journey von Coddy — Lektion 21 von 70.

Wenn eine abgeleitete Klasse eine Methode erbt, möchten Sie manchmal das Verhalten dieser Methode vollständig ändern. Die Schlüsselwörter virtual und override arbeiten zusammen, um dies auf kontrollierte Weise zu ermöglichen.

Markieren Sie eine Methode als virtual in der Basisklasse, um zu signalisieren, dass abgeleitete Klassen deren Implementierung ersetzen dürfen:

public class Animal
{
    public virtual void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Some sound");
    }
}

public class Dog : Animal
{
    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Woof!");
    }
}

Das Schlüsselwort override in der abgeleiteten Klasse teilt dem Compiler mit, dass Sie die Basis-Methode absichtlich ersetzen. Ohne virtual in der Basis-Methode können Sie override nicht verwenden.

Die wahre Stärke zeigt sich, wenn Sie eine Basisklassenreferenz verwenden, um ein abgeleitetes Objekt zu halten:

Animal myPet = new Dog();
myPet.Speak();  // Ausgabe: Woof!

Obwohl myPet als Animal deklariert ist, ruft C# die Dog-Version von Speak() auf. Dies wird als Laufzeitpolymorphismus bezeichnet – die tatsächlich aufgerufene Methode hängt vom tatsächlichen Typ des Objekts ab, nicht vom deklarierten Typ der Variablen.

Sie können weiterhin auf die Basisimplementierung zugreifen, indem Sie base.Speak() innerhalb Ihres Overrides verwenden, wenn Sie das Verhalten erweitern möchten, anstatt es vollständig zu ersetzen.

Aufgabe

Einfach

Lassen Sie uns ein Benachrichtigungssystem erstellen, das demonstriert, wie abgeleitete Klassen das Verhalten der Basisklasse mithilfe der Schlüsselwörter virtual und override vollständig überschreiben können, während gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Laufzeitpolymorphie gezeigt wird.

Sie werden drei Dateien erstellen, um Ihren Code zu organisieren:

Notification.cs: Definieren Sie eine Notification-Klasse im Namespace Alerts. Diese Basisklasse repräsentiert eine generische Benachrichtigung mit einer Message-Eigenschaft (String) und einem Konstruktor, der diese setzt. Fügen Sie eine virtual Methode namens Send() hinzu, die "Sending notification: {Message}" zurückgibt.
EmailNotification.cs: Definieren Sie eine EmailNotification-Klasse im Namespace Alerts, die von Notification erbt. Fügen Sie eine Recipient-Eigenschaft (String) und einen Konstruktor hinzu, der sowohl die Nachricht als auch den Empfänger akzeptiert (verwenden Sie base, um die Nachricht zu übergeben). Überschreiben Sie die Methode Send(), sodass sie "Emailing {Recipient}: {Message}" zurückgibt.
SmsNotification.cs: Definieren Sie eine SmsNotification-Klasse im Namespace Alerts, die ebenfalls von Notification erbt. Fügen Sie eine PhoneNumber-Eigenschaft (String) und einen Konstruktor hinzu, der sowohl die Nachricht als auch die Telefonnummer akzeptiert. Überschreiben Sie Send(), um "SMS to {PhoneNumber}: {Message}" zurückzugeben.
Program.cs: Erstellen Sie in Ihrer Hauptdatei Instanzen aller drei Benachrichtigungstypen unter Verwendung von Eingabewerten. Demonstrieren Sie dann die Laufzeitpolymorphie, indem Sie alle drei in Notification-Variablen speichern und Send() für jede einzelne aufrufen.

Sie erhalten vier Eingaben:

Die Benachrichtigungsnachricht
Die E-Mail-Empfängeradresse
Die Telefonnummer für SMS

Geben Sie das Ergebnis des Aufrufs von Send() für jede Benachrichtigung aus, die als Basisklassenreferenz gespeichert ist:

{base notification Send() result}
{email notification Send() result}
{sms notification Send() result}

Wenn die Eingaben beispielsweise Meeting at 3pm, alice@email.com und 555-1234 sind, sollte die Ausgabe wie folgt aussehen:

Sending notification: Meeting at 3pm
Emailing alice@email.com: Meeting at 3pm
SMS to 555-1234: Meeting at 3pm

Beachten Sie, dass, obwohl alle drei als Notification-Variablen gespeichert sind, jede ihre eigene überschriebene Version von Send() aufruft. Das ist Laufzeitpolymorphie in Aktion!

Spickzettel

Verwenden Sie das Schlüsselwort virtual in einer Basisklasse, um eine Methode zu markieren, die von abgeleiteten Klassen überschrieben werden kann:

public class Animal
{
    public virtual void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Some sound");
    }
}

Verwenden Sie das Schlüsselwort override in einer abgeleiteten Klasse, um die Implementierung der Basisklassenmethode zu ersetzen:

public class Dog : Animal
{
    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Woof!");
    }
}

Laufzeitpolymorphismus tritt auf, wenn eine Basisklassenreferenz ein abgeleitetes Objekt enthält – die tatsächlich aufgerufene Methode hängt vom tatsächlichen Typ des Objekts ab, nicht vom deklarierten Typ der Variablen:

Animal myPet = new Dog();
myPet.Speak();  // Ausgabe: Woof!

Sie können auf die Basisimplementierung innerhalb eines Overrides mit base zugreifen:

public override void Speak()
{
    base.Speak();  // Ruft die Version der Basisklasse auf
    Console.WriteLine("Woof!");
}

Probier es selbst

using System;
using Alerts;

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // Eingaben lesen
        string message = Console.ReadLine();
        string email = Console.ReadLine();
        string phone = Console.ReadLine();

        // TODO: Instanzen aller drei Benachrichtigungstypen erstellen
        // Speichere sie in Notification Variablen, um Polymorphie zu demonstrieren
        
        // TODO: Eine Basis-Notification erstellen
        Notification baseNotification;
        
        // TODO: Eine EmailNotification erstellen (gespeichert als Notification Typ)
        Notification emailNotification;
        
        // TODO: Eine SmsNotification erstellen (gespeichert als Notification Typ)
        Notification smsNotification;
        
        // TODO: Send() für jede aufrufen und die Ergebnisse ausgeben
        // Die überschriebenen Methoden werden aufgrund von Laufzeitpolymorphie aufgerufen
    }
}