漫谈C＃编程中的多态与new关键字

1. 你通常怎样用多态？

　　假设我有一个类，里面有一个 PrintStatus 方法，用于打印实例的当前状态，我希望该类的派生类都带有一个 PrintStatus 方法，并且这些方法都用于打印其实例的当前状态。那么我会这样表达我的愿望：

// Code #01 class Base { 　public virtual void PrintStatus() 　{ 　　Console.WriteLine("public virtual void PrintStatus() in Base"); 　} }

　　于是我可以写一个这样的方法：

// Code #02 public void DisplayStatusOf(Base[] bs) { 　foreach (Base b in bs) 　{ 　　b.PrintStatus(); 　} }

　　bs 中可能包含着不同的 Base 的派生类，但我们却可以忽略这些“个性”而使用一种统一的方式来处理某事。在 .NET 2.0 中，XmlReader 的 Create 有这样一个版本：

public static XmlReader Create(Stream input);

　　你可以向 Create 传递任何可用的“流”，例如来自文件的“流”（FileStream）、来自内存的“流”（MemoryStream）或来自网络的“流”（NetworkStream）等。虽然每一中“流”的工作细节都不同，但我们却使用一种统一的方式来处理这些“流”。

　　2. 假如有人不遵守承诺...

　　DisplayStatusOf 隐含着这样一个假设：bs 中如果存在派生类的实例，那么该派生类应该重写 PrintStatus，当然必须加上 override 关键字：

// Code #03 class Derived1 : Base { 　public override void PrintStatus() 　{ 　　Console.WriteLine("public override void PrintStatus() in Derived1"); 　} }

　　你可以把这看作一种承诺、约定，直到有人沉不住气...

// Code #04 class Derived2 : Base { 　public new void PrintStatus() 　{ 　　Console.WriteLine("public new void PrintStatus() in Derived2"); 　} }

　　假设我们有这样一个数组： // Code #05

Base[] bs = new Base[] { 　new Base(), 　new Derived1(), 　new Derived2() };

　　把它传递给 DisplayStatusOf，则输出是：

// Output #01 // public virtual void PrintStatus() in Base // public override void PrintStatus() in Derived1 // public virtual void PrintStatus() in Base

　　从输出结果中很容易看出 Derived2 并没有按照我们期望的去做。但你无需惊讶，这是由于 Derived2 的设计者没有“遵守约定”的缘故。

　　3. new：封印咒术

　　new 似乎给人一种这样的感觉，它的使用者喜欢打破别人的约定，然而，如果使用恰当，new 可以弥补基类设计者的“短见”。在 Creating a Data Bound ListView Control 中，Rockford Lhotka 就示范了如何封印原来的 ListView.Columns，并使自行添加的返回 DataColumnHeaderCollection 的 Columns 取而代之。

　　从 Output #01 中我们可以看到，new 只是把 Base.PrintStatus 封印起来而不是消灭掉，你可以解除封印然后进行访问。对于 Derived2 的使用者，解封的方法是把 Derived2 的实例转换成 Base 类型：

// Code #06 Base d2 = new Derived2(); d2.PrintStatus(); // Output #02 // public virtual void PrintStatus() in Base 而在 Derived2 内部，你可以透过 base 来访问： // Code #07 base.PrintStatus();

　　这种方法是针对实例成员的，如果被封印的成员是静态成员的话，就要透过类名来访问了。

　　4. 假如 Base.PrintStatus 是某个接口的隐式实现...

　　假如 Base 实现了一个 IFace 接口：

// Code #08 interface IFace { 　void PrintStatus(); } class Base : IFace { 　public virtual void PrintStatus() 　{ 　　Console.WriteLine("public virtual void PrintStatus() in Base"); 　} }

　　我们只需要让 Derived2 重新实现 IFace：

// Code #09 class Derived2 : Base, IFace { 　public new void PrintStatus() 　{ 　　Console.WriteLine("public new void PrintStatus() in Derived2"); 　} }

　　Derived1 保持不变。则把：

// Code #10 IFace[] fs = new IFace[] { 　new Base(), 　new Derived1(), 　new Derived2(), }

　　传递给：

// Code #11 public void DisplayStatusOf(IFace[] fs) { 　foreach (IFace f in fs) 　{ 　　f.PrintStatus(); 　} }

　　输出结果是：

// Output #03 // public virtual void PrintStatus() in Base // public override void PrintStatus() in Derived1 // public new void PrintStatus() in Derived2

　　从输出结果中，我们可以看到，虽然 Derived2.PrintStatus 应用了 new，但却依然参与动态绑定，这是由于 new 只能割断 Derived2.PrintStatus 和 Base.PrintStatus 的联系，而不能割断它与 IFace.PrintStatus 的联系。我在 Derived2 的定义中重新指定实现 IFace，这将使得编译器认为 Derived2.PrintStatus 是 IFace.PrintStatus 的隐式实现，于是，在动态绑定时 Derived2.PrintStatus 就被包括进来了。