继承与多态

这是什么：继承让子类白拿父类的能力，多态让同一句代码对不同对象有不同表现。

为什么用：狗会叫、猫会叫，写两个类各抄一遍 Speak？重复劳动，改一处还得记得改另一处。有了这两个机制，公共能力只写一次，之后各自认领自己的活。

如何用：本章先写 class Dog : Animal 的继承，再让 Animal a = new Dog(...) 演示多态。

冒号继承：class Dog : Animal

冒号 : 就是"继承"：右边是父类（基类），左边是子类（派生类）。子类自动拥有父类的字段、属性和方法，还能再加自己的。

Animal a = new Animal("神秘生物");
a.Speak();

Dog d = new Dog("旺财");
d.Speak();          // 名字继承自父类，叫法是自己的

class Animal
{
    public string Name { get; set; }
    public Animal(string name) => Name = name;

    public virtual void Speak()       // virtual：允许子类改写
    {
        Console.WriteLine($"{Name}发出了神秘的声音");
    }
}

class Dog : Animal                   // Dog 是一种 Animal
{
    public Dog(string name) : base(name) { }   // base(name)：把名字交给父类构造函数

    public override void Speak()      // override：改写父类方法
    {
        Console.WriteLine($"{Name}：汪汪！");
    }
}

运行输出：

神秘生物发出了神秘的声音
旺财：汪汪！

多态：一句 a.Speak()，各叫各的

多态的打开方式：用父类变量装子类对象，调方法时自动执行子类的版本。

List<Animal> zoo = new List<Animal>
{
    new Dog("旺财"),
    new Dog("大黄"),
    new Animal("神秘生物")
};

foreach (Animal a in zoo)
{
    a.Speak();    // 声明是 Animal，跑起来各是各的
}

运行输出：

旺财：汪汪！
大黄：汪汪！
神秘生物发出了神秘的声音

循环里只有一句 a.Speak()，C# 却分得清哪只是狗、哪只是普通动物——一个方法，多种形态，所以叫多态。以后加个 Cat 类，这个循环一个字都不用改。

再加一个子类：Cat

验证多态真正的威力——加新子类，旧代码不用改：

class Cat : Animal
{
    public Cat(string name) : base(name) { }

    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine($"{Name}：喵~");
    }
}

// 用法
List<Animal> zoo = new List<Animal>
{
    new Dog("旺财"),
    new Cat("咪咪"),
    new Animal("神秘生物")
};

foreach (Animal a in zoo)
{
    a.Speak();
}

输出：

旺财：汪汪！
咪咪：喵~
神秘生物发出了神秘的声音

记忆口诀

冒号继承爹的家产，virtual 开口 override 接管；父类变量装子类，一句调用百样声。

❓ 常见问题

Q1：子类必须调用 base 构造函数吗？

如果父类只有带参数的构造函数（如 public Animal(string name)），子类必须用 base(name) 调用，否则编译报错。如果父类有无参构造函数，子类可以省略 base，编译器会自动调。

Q2：virtual 和 override 必须成对出现吗？

是的。父类方法要允许被改写，加 virtual；子类要改写，加 override。少了任何一端，编译器都会报错。

Q3：子类能继承多个父类吗？

不能。C# 类只能继承一个父类（单继承）。如果需要多个"能力"，用接口（下一章）。

⚠️ 新手翻车现场

翻车一：子类方法忘了加 override

class Dog : Animal
{
    public void Speak()  // ❌ 没加 override，只是"隐藏"父类方法，会有编译警告
    {
        Console.WriteLine($"{Name}：汪汪！");
    }
}

问题：没有 override，这不是真正的多态，编译器会发出警告说"隐藏了继承的成员"，多态行为不会按预期工作。

修正：加上 public override void Speak()。

翻车二：父类方法没加 virtual，子类强行 override

class Animal
{
    public void Speak() { ... }  // 没 virtual
}

class Dog : Animal
{
    public override void Speak() { ... }  // ❌ 编译报错：父类方法不是 virtual
}

问题：只有标了 virtual 的父类方法，子类才能 override。

修正：给父类方法加 virtual，或者子类不加 override（但那就不是多态了）。

翻车三：base 用错地方

class Dog : Animal
{
    public Dog(string name) : base() { }  // ❌ 父类只有带参构造函数，base() 不匹配
}

问题：base() 调用父类无参构造函数，但父类没有。

修正：base(name) 把名字传给父类构造函数。

🎯 什么时候用继承/多态

📝 本章小结

• class 子类 : 父类 实现继承，子类自动拥有父类成员
• virtual 标记父类可改写方法，override 在子类中改写
• base 指向父类，用于调用父类构造函数和方法
• 多态：父类变量装子类对象，调方法时自动执行子类版本
• C# 单继承（一个类只能继承一个父类）
• 记忆口诀：冒号继承爹的家产，virtual 开口 override 接管；父类变量装子类，一句调用百样声。

动手改

1. 新建 Cat 类继承 Animal，override 出"喵~"，加进 zoo 验证循环不用改
2. 给 Animal 加 public virtual void Eat()，在 Dog 里 override，并先用 base.Eat() 调一次父类版本
3. 把 Animal.Speak 的 virtual 删掉再编译，看看编译器会怎么提醒你

下一章：接口，签一份能力合同 🐸