Написать пост

Введение в ООП с примерами на C#. Часть четвёртая. Абстрактные классы

Аватар Пётр Соковых
Пётр Соковых
Отредактировано

28К открытий28К показов

Рассказывает Akhil Mittal

В прошлых статьях серии “Введение в ООП” мы рассматривали полиморфизм (а также его нюансы на практике) и наследование. В этой мы поговорим о самой захватывающей части ООП-парадигмы — об абстрактных классах. В целом концепция абстрактных классов в C# ничем не отличается от таковой в других языках, но в C# работать с ней приходится несколько иначе.

Что такое абстрактные классы

В плане терминологии давайте доверимся MSDN:

Модификатор abstract указывает, что реализация сущности с данным модификатором является неполной или отсутствует. Модификатор abstract может использоваться с классами, методами, свойствами, индексаторами и событиями. Модификатор abstract в объявлении класса указывает, что класс предназначен только для использования в качестве базового класса для других классов. Члены, помеченные как абстрактные или включенные в абстрактный класс, должны быть реализованы с помощью классов, производных от абстрактных классов.

Абстрактные классы в действии

Итак, попробуем создать абстрактный класс:

			using System;

namespace InheritanceAndPolymorphism
{
    public abstract class ClassA
    {

    }

    /// 
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// 
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassA classA = new ClassA();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Попытаемся скомпилировать этот код:

Compile time error: Cannot create an instance of the abstract class or interface ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA’

Что нужно запомнить: Мы не можем создать экземпляр абстрактного класса с помощью ключевого слова new.

Описание методов в абстрактном классе

Попробуем добавить в наш абстрактный класс немного кода:

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassA classA = new ClassA();
        Console.ReadKey();
    }
}

С кодом класса никаких проблем нет, но скомпилировать снова не получается, потому что нельзя создавать экземпляры абстрактных классов.

Использование абстрактного класса в качестве базового

Давайте попробуем создать ещё один класс:

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA
/// 
public class ClassB:ClassA
{

}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

Вау. Теперь всё спокойно компилируется.

Что нужно запомнить: Мы можем унаследовать обычный класс от абстрактного.

Заказать дипломную работу по программированию: лучшие сайты, где напишут диплом на заказ
tproger.ru

Что нужно запомнить: Мы можем создать экземпляр обычного класса, унаследованного от абстрактного, с помощью ключевого слова new.

Декларация методов в абстрактном классе

Теперь попробуем сделать вот так:

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }

    public void YYY();
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA.
/// 
public class ClassB:ClassA
{

}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

И… мы получаем ошибку компиляции:

Compile time error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’ must declare a body because it is not marked abstract, extern, or partial

Дело в том, что если мы объявляем метод в абстрактном классе и при этом хотим, чтобы его конкретное поведение было определено в производных классах, то к такому методу мы должны так же добавить ключевое слово abstract. Добавим его:

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }

   abstract public void YYY();
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA.
/// 
public class ClassB:ClassA
{

}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

…и снова получим ошибку компиляции:

Compiler error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassB’ does not implement inherited abstract member ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’

Что нужно запомнить: Если мы хотим объявить метод в абстрактном классе, но не реализовывать его, к методу нужно добавить ключевое слово abstract.

Что нужно запомнить: Если мы объявляем абстрактный метод в абстрактном классе, то этот метод должен реализовываться в неабстрактных наследниках этого класса.

Реализация абстрактного метода в производном классе

Так, давайте тогда попробуем реализовать метод YYY() в классе ClassB:

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }

   abstract public void YYY();
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA.
/// 
public class ClassB:ClassA
{
    public void YYY()
    {

    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

На первый взгляд всё отлично, правда? Но на этот раз мы получим сразу две ошибки компиляции:

Compile time error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassB’ does not implement inherited abstract member ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’

Дело в том, что в C# нужно явно объявить, что мы реализуем абстрактный метод класса-родителя с помощью ключевого слова override:

			/// 
    /// Abstract class ClassA
    /// 
    public abstract class ClassA
    {
        public int a;
        public void XXX()
        {
            
        }

       abstract public void YYY();
    }

    /// 
    /// Derived class.
    /// Class derived from abstract class ClassA.
    /// 
    public class ClassB:ClassA
    {
        public override void YYY()
        {
             
        }
    }

    /// 
    /// Program: used to execute the method.
    /// Contains Main method.
    /// 
    public class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            ClassB classB = new ClassB();
            Console.ReadKey();
        }
    }

Ура! ^_^ У нас наконец-то нет никаких ошибок!

Абстрактный метод базового класса и метод с override класса-наследника должны быть одинаковы

Это значит, что мы не можем менять тип возвращаемого значения или аргументы, которые передаются в метод. Например, если мы напишем такое:

			/// 
  /// Abstract class ClassA
  /// 
  public abstract class ClassA
  {
      public int a;
      public void XXX()
      {

      }

     abstract public void YYY();
  }

  /// 
  /// Derived class.
  /// Class derived from abstract class ClassA.
  /// 
  public class ClassB:ClassA
  {
      public override int YYY()
      {

      }
  }

  /// 
  /// Program: used to execute the method.
  /// Contains Main method.
  /// 
  public class Program
  {
      private static void Main(string[] args)
      {
          ClassB classB = new ClassB();
          Console.ReadKey();
      }
  }

То в консоли увидим следующую ошибку:

Compile time error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassB.YYY()’: return type must be ‘void’ to match overridden member ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’

Инициализация переменных в абстрактных классах

В примерах выше, переменная int a будет обладать значением по умолчанию (0). Мы можем изменить его на нужное нам прямо в абстрактном классе — с этим не связано никаких особенностей.

Абстрактные методы в неабстрактных классах

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }

   abstract public void YYY();
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA.
/// 
public class ClassB:ClassA
{
    public override void YYY()
    {

    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

Такой код не скомпилируется:

Compiler error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’ is abstract but it is contained in non-abstract class ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA’

Что нужно запомнить: Абстрактные методы могут быть объявлены только в абстрактных классах.

Вызов абстрактного метода родителя

			/// 
/// Abstract class ClassA
/// 
public abstract class ClassA
{
    public int a;
    public void XXX()
    {

    }

   abstract public void YYY();
}

/// 
/// Derived class.
/// Class derived from abstract class ClassA.
/// 
public class ClassB:ClassA
{
    public override void YYY()
    {
         base.YYY();
    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassB classB = new ClassB();
        Console.ReadKey();
    }
}

Вывод:

Compile time error : Cannot call an abstract base member: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA.YYY()’

Разумеется, мы не можем исполнить код, которого не существует.

Абстрактный класс, который наследуется от другого абстрактного класса

			/// 
/// Base class ClassA
/// 
public class ClassA
{
    public virtual void XXX()
    {
        Console.WriteLine("ClassA XXX");
    }
}

/// 
/// Derived abstract class.
/// Class derived from base class ClassA.
/// 
public abstract class ClassB:ClassA
{
    public new abstract void XXX();
}

public class ClassC:ClassB
{
    public override void XXX()
    {
        System.Console.WriteLine("ClassC XXX");
    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        ClassA classA = new ClassC();
        ClassB classB = new ClassC();
        classA.XXX(); classB.XXX();
    }
}

Вывод:

ClassA XXX ClassC XXX

Почему вывод именно такой, вы должны понимать из материалов третьей статьи этой серии.

Может ли абстрактный класс быть sealed

Проверим:

			/// 
/// sealed abstract class ClassA
/// 
public sealed abstract class ClassA
{
    public abstract void XXX()
    {
        Console.WriteLine("ClassA XXX");
    }
}

/// 
/// Program: used to execute the method.
/// Contains Main method.
/// 
public class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
    }
}

И получим ошибку:

Compile time error: ‘InheritanceAndPolymorphism.ClassA’: an abstract class cannot be sealed or static

Разумеется, абстрактный класс не может быть sealed, т.к. он для того и создан, чтобы от него создавались производные классы.

Что нужно запомнить: Абстрактный класс не может иметь модификатор sealed.

Что нужно запомнить: Абстрактный класс не может иметь модификатор static.

Что мы узнали сегодня:

Что нужно запомнить

  • Мы не можем создать экземпляр абстрактного класса с помощью ключевого слова new;
  • Мы можем унаследовать обычный класс от абстрактного;
  • Мы можем создать экземпляр обычного класса, унаследованного от абстрактного, с помощью ключевого слова new;
  • Если мы хотим объявить метод в абстрактном классе, но не реализовывать его, к методу нужно добавить ключевое слово abstract;
  • Если мы объявляем абстрактный метод в абстрактном классе, то этот метод должен реализовываться в неабстрактных наследниках этого класса;
  • Абстрактные методы могут быть объявлены только в абстрактных классах;
  • Абстрактный класс не может иметь модификатор sealed;
  • Абстрактный класс не может иметь модификатор static.
Следите за новыми постами
Следите за новыми постами по любимым темам
28К открытий28К показов
Также рекомендуем
Фронтенд-разработка: чем занимаются и сколько зарабатывают специалисты
Фронтенд-разработка: чем занимаются и сколько зарабатывают специалисты
Профессия фронтенд-разработчика сейчас в числе самых востребованных в IT. Разбираем базовые вопросы для тех, кто планирует стать фронтенд-разработчиком.
Ребёнок хочет быть айтишником: как ему помочь
Ребёнок хочет быть айтишником: как ему помочь
Школьники старших классов и студенты колледжей могут удалённо и бесплатно погрузиться в IT-сферу: выбрать направление, пройти практику, а в финале — создать и защитить выпускной проект.
Как автоматически проверить задание на знание ООП на примере Stepik
Как автоматически проверить задание на знание ООП на примере Stepik
Рассказали, как построить автоматизированную систему для проверки задач на знание ООП согласно требованиям Stepik.
Онлайн-платформа для обучения и совершенствования на 1С
Онлайн-платформа для обучения и совершенствования на 1С
Тренировка и обучение языку программирования 1С в онлайн-системе. Решайте алгоритмические задачи, повышайте свой навык и обучайтесь.