LOSoMan的多型(polymorphism)、多載(overloading)講解(C#為主)

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多型(polymorphism)

在Microsoft Docs對多型的介紹中，我們可以了解其就是"多種形狀"的意思。

通常，多型指的就是一個位於基底類別的方法，但在不同的繼承類別裡同樣方法有不一樣的實質內容。在此舉個比較好了解的例子:

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有一位生物老師教導了三個學生，要求他們對這棵樹進行介紹，結果三個學生的想法如下:
A學生: 這棵樹會長果子。
B學生: 這棵樹有鬚根。
C學生: 這棵樹的根系很廣。
這三個同學的回答都不一樣，但他們都對這棵樹有正確的介紹。此時給他們白紙寫出想法時，就會得到這三種答案。

在這個故事裡，每個舉例出來的人和事物在接下來要說明的程式裡都是有角色的。
這些內容可以被C#時做出來的。

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首先，我們先配置一個這樣的視窗:

這樣就可以開始程式的部分，
我們先建立一個名稱為"生物老師"的基底類別。

public class 生物老師
{
    public virtual string 樹的介紹()
    {
        return "請對這棵樹進行說明\n";
    }
}

在這個基底類別，我們建立了"樹的介紹"方法。而這個方法為虛擬方法(virtual method)，因為我們要讓接下來的繼承類別去覆寫(override)這個方法。

接著，我們再建立A、B、C學生的類別，並且使他們都繼承了"生物老師"類別。

public class A學生 : 生物老師
{
    public override string 樹的介紹()
    {
        return "這棵樹會長果子\n";
    }
}
public class B學生 : 生物老師
{
    public override string 樹的介紹()
    {
        return "這棵樹有鬚根\n";
    }
}
public class C學生 : 生物老師
{
    public override string 樹的介紹()
    {
        return "這棵樹的根系很廣\n";
    }
}

在這些類別裡，每個學生都覆寫了"樹的介紹"這個方法，並且回傳各自的答案。

在我們最初的Form1類別，增添這個宣告:

List<生物老師> 所有答案 = new List<生物老師> { new A學生(), new B學生(), new C學生()};

最後我們使"白紙"這個button的click事件如下:

private void 白紙_Click(object sender, EventArgs e)
{
    foreach (生物老師 個別答案 in 所有答案)
    {
        richTextBox1.AppendText(個別答案.樹的介紹());
    }
}

執行程式後，按下按鈕後就會有以下的顯示。

多載(overloading)

一開始我聽到"多載"這個詞時，第一個想到的是車子的多乘載。但是，再仔細想一想，兩者確實有些許相同之處。多載的方法是同一個名稱的方法，在接收參數的數量或型別種類必須不同；回傳值的型別可以不同；方法裡的內容也可以不同。就像是同一台車，可以載兩個人或三個人(接收參數)，在車子裡做不同事情(方法裡的不同內容)，車子可以是停著的或開往不同方向(不同的回傳值)。這樣形容是不是很貼切呢?

言歸正傳，說這麼多到底要如何實現?
以下為多載方法的示意圖

private void 車子(int 司機, string 乘客1, double 乘客2)
{
    return;//停止
}
private 前往 車子(int 司機, bool 乘客1)
{
    return 前往.台北;
}
private 行徑方向 車子(int 司機)
{
    return 行徑方向.東方;
}

這段程式中"前進"跟"行徑方向"是自定義的列舉(enum)資料型別。這些方法的名稱都叫"車子"，但是在使用上卻有許多不同之處。

而就如我們使用平常的方法一樣，我們可以在呼叫方法時給予多載裡所宣告不同的型別的參數，並且可以接收所宣告型別的參數。

結論

多型和多載在概念和使用上，有時會遭到誤解。但是只要掌握一些原則就很容以把兩者劃分開來。像是多型是位於不同類別的相同方法；而多載是位於同個類別名稱相同的方法，同時擁有不同的輸入參數(數目或型別)。在使用上，兩者都可以執行方法裡的不同內容。