C# 抽象型別(abstract class, interface)

--- tags: abstract class, interface, C# ---  {%hackmd BkVfcTxlQ %}  {%hackmd @aidan/inc_hackmd_css %} C# 抽象型別(abstract class, interface) === * 用 abstract 宣告的型別，不能接在 new 後面。 * 用 interface 宣告的型別，不能接在 new 後面。 ## 主題1. 再來看看 Animal 類別 ### Shout 下圖紅色框框處的程式碼並沒有實際的作用 ![](https://i.imgur.com/5FzBW22.png) ### Lab1-1 **abstract 的出現，就不需要上圖紅色框框的程式碼了** **Animal Class** ```C#= abstract class Animal { /// <summary> /// Field (欄位) /// </summary> public int shout_num; public String name; protected string kind; /// <summary> /// Property (屬性) /// </summary> public string Kind { get { return kind; } } /// <summary> /// Constructor (建構函式) /// </summary> public Animal() { this.name = "No-Name"; } public Animal(String name, int shout_num) { this.name = name; this.shout_num = shout_num; } /// <summary> /// Method (方法) /// </summary> /// <returns></returns> public abstract String Shout(); } ``` :::spoiler 補充說明 * public abstract String Shout(); 是一個抽象方法，只能宣告不能實作。白話文：不能實作的意思就是不能加上 {}，然後在{}裡面撰寫程式碼 * 類別成員只要有一個 abstract ，那這個類別本身就得加上 abstract 舉個例：這段程式碼出現兩次 abstract，因為 Shout()本身是一個抽象方法，所以 Animal 類別本身也要加上 abstract。 * 除了 virtual，override 也可以跟 abstract 搭配 * 繼承自抽象類別的子類別，一定得實作抽象方法的程式碼，但是要把 abstract 替換為 override(如下圖) 再舉例：繼承自 Animal 的 Cat 就必須撰寫(實作) Shout() 這個抽象方法的程式碼 ![](https://i.imgur.com/Sr4twXA.png) * 補充資料：[[1]](http://notepad.yehyeh.net/Content/CSharp/CH01/03ObjectOrient/7AbstractClass/index.php)[[MSDN]](https://docs.microsoft.com/zh-tw/dotnet/csharp/language-reference/keywords/abstract) ::: ### Lab1-2 藉由 #region 與 #endregion，為程式碼分門別類 :::spoiler 實際的效果 ![](https://i.imgur.com/GaPkOv7.png) [完整的程式碼](https://repl.it/@aidanlu/Lab1-2) ::: ### Lab1-3 要讓 Cat 與 Dog 具備 Run 的能力 [執行程式](https://repl.it/@aidanlu/Lab1-3) :::spoiler **Animal Abstract Class 的程式碼** ![](https://i.imgur.com/7vK9BPo.png) ::: ### :memo:練習1. 為 Dog Class 新增 hurt 屬性，當狗受傷的時候，就無法跑 執行程式 1. [Version.1](https://repl.it/@jacklouk/Lab1-3#main.cs) 大J 類別圖 ![](https://i.imgur.com/nKcT0b5.png) *** ## 主題2. 玩具貓 ### Lab2-1 建立 ToyCat Class :::spoiler 執行程式 * [修正前](https://repl.it/@aidanlu/Lab2-1) 執行結果 ![](https://i.imgur.com/q3Xy5RD.png) * [修正後](https://repl.it/@tonyliu13/Lab2-1#main.cs) 執行結果 ![](https://i.imgur.com/sx7JazB.png) ::: :::spoiler 類別圖 ![](https://i.imgur.com/e7BIld9.png) ::: ### Lab2-2 該是整理程式碼了，一個 class 一個 cs [執行程式](https://repl.it/@aidanlu/Lab2-2) :::info :bulb: 補充說明 * cs 的檔案名稱就是 class name * 把 Animal 一律改為 AAnimal ::: ### 能不能在懶一點(替 interface 的出場暖暖身) > 沒有使用 abstract 之前的 Animal Class ![](https://i.imgur.com/5FzBW22.png) > > ToyCat Class > ![](https://i.imgur.com/qwKOtIp.png) > :::warning > :warning: 上面兩張圖，都寫了一個沒有實際作用的程式碼 (紅色框框與綠色框框) > ::: > :::info > 假設現在已經擁有一座動物園，就代表已經建立更多的動物類別 (都繼承自 AAnimal Class，例如： class Duck : AAnimal)。 > > :warning: 今天突然要建立一個玩具動物園，那就從每種動類別去延伸 ToyXXX 類別 (例如： class TonyDuck : Duck)，那這樣就會有更多沒有實際作用的 Shout() 程式碼 > ::: > ### Lab2-3 interface 的功用 [執行程式](https://repl.it/@tonyliu13/Lab2-3#main.cs) :::spoiler IBehavior.cs ```C#=+ using System; interface IBehavior { String Shout(); } ``` :::info :key: 用 interface 宣告的介面名稱，習慣上會在最前面冠上 **I**，如上方的 **I**Behavior ::: :::spoiler AAnimal.cs ```C#=+ using System; abstract class AAnimal { #region Field (欄位) /// <summary> /// 叫的次數 /// </summary> public int shout_num; /// <summary> /// 名字 /// </summary> public String name; /// <summary> /// 動物的種類 /// </summary> protected string kind; #endregion #region Property (屬性) /// <summary> /// 取得動物的種類，而設定只能在物件建立時決定 /// </summary> public string Kind { get { return kind; } } #endregion #region Constructor (建構函式) /// <summary> /// 無參數的 Constructor /// </summary> public AAnimal() { this.name = "No-Name"; } /// <summary> /// 可以設定 name 與 shout_num 的 Constructor /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="shout_num"></param> public AAnimal(String name, int shout_num) { this.name = name; this.shout_num = shout_num; } #endregion #region Methon (方法) //public abstract String Shout(); public virtual String Run(int distance) { return name + $" ran {distance} meter"; } #endregion } ``` :::info :key: Shout() 從 AAnimal Class 移除 ::: :::spoiler Cat.cs ```C#=+ using System; class Cat : AAnimal, IBehavior{ #region Constructor (建構函式) /// <summary> /// 無參數的 Constructor /// </summary> public Cat() { this.kind = "Cat"; this.shout_num = 3; this.name = "No-Name"; } /// <summary> /// 可以設定 name 與 shout_num 的 Constructor /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="shout_num"></param> public Cat(String name, int shout_num) : base(name, shout_num) { this.kind = "Cat"; } #endregion #region Methon (方法) /// <summary> /// 要實作 IBehavior 的 Shout() /// </summary> /// <returns></returns> public String Shout() { String result = ""; for (int i = 0; i < shout_num; i++) { result += "meow~ "; } return "My name is " + name + ". " + result; } #endregion } class ToyCat : Cat { #region Constructor (建構函式) /// <summary> /// 可以設定 name 與 shout_num 的 Constructor /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="shout_num"></param> public ToyCat(String name) { this.kind = "Toy Cat"; this.name = name; } #endregion #region Methon (方法) #endregion } ``` :::info :key: Cat Class 的宣告變成 class Cat : AAnimal, **I****Behavior** 可以唸做，Cat Class 繼承自 AAnimal，並實作 **I****Behavior** ::: :::spoiler Dog.cs ```C#=+ using System; class Dog : AAnimal, IBehavior{ #region Constructor (建構函式) public bool hurt { get; set; } /// <summary> /// 無參數的 Constructor /// </summary> public Dog() : base() { this.kind = "Dog"; } /// <summary> /// 可以設定 name 與 shout_num 的 Constructor /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="shout_num"></param> public Dog(String name, int shout_num) : base(name, shout_num) { this.kind = "Dog"; } #endregion #region Methon (方法) /// <summary> /// 要實作 IBehavior 的 Shout() /// </summary> /// <returns></returns> public String Shout() { String result = ""; for (int i = 0; i < shout_num; i++) { result += "Wong~ "; } return "My name is " + name + ". " + result; } public override String Run(int distance) { if(this.hurt == true) return name + "受傷了, 無法跑"; else return name + $" ran {distance} meter"; } #endregion } ``` :::info :key: Dog Class 的宣告變成 class Dog : AAnimal, **I****Behavior** 可以唸做，Dog Class 繼承自 AAnimal，並實作 **I****Behavior** ::: :::spoiler main.cs(程式有錯，請在下方提出修正) ```C#=+ static void Main(string[] args) { Cat[] cats = new Cat[1]; for (int i = 0; i < cats.Length; i++) { cats[i] = new Cat("阿貓妹" + i, 2); } Dog[] dogs = new Dog[1]; for (int i = 0; i < dogs.Length; i++) { dogs[i] = new Dog("阿狗兄" + i, 5); } ToyCat[] toyCat = new ToyCat[1]; for (int i = 0; i < dogs.Length; i++) { toyCat[i] = new ToyCat($"玩具貓{i}號"); } List<AAnimal> animals = new List<AAnimal>(); animals.AddRange(cats); animals.AddRange(dogs); animals.AddRange(toyCat); foreach (AAnimal animal in animals) { $"AAnimal Kind : {animal.Kind}".ToConsole(); animal.Shout().ToConsole(); animal.Run(5).ToConsole(); Console.WriteLine(); } Console.ReadKey(); } ``` ::: :::spoiler main.cs的正確寫法 :::success ```C#=+ using System; using System.Collections.Generic; class MainClass { public static void Main (string[] args) { Cat[] cats = new Cat[1]; for (int i = 0; i < cats.Length; i++) { cats[i] = new Cat("阿貓妹" + i, 2); } Dog[] dogs = new Dog[1]; for (int i = 0; i < dogs.Length; i++) { dogs[i] = new Dog("阿狗兄" + i, 2); } ToyCat[] toyCat = new ToyCat[1]; for (int i = 0; i < dogs.Length; i++) { toyCat[i] = new ToyCat(); } List<AAnimal> animals = new List<AAnimal>(); animals.AddRange(cats); animals.AddRange(dogs); animals.AddRange(toyCat); foreach (AAnimal animal in animals) { $"Animal Kind : {animal.Kind}".ToConsole(); ((IBehavior)animal).Shout().ToConsole(); animal.Run(5).ToConsole(); Console.WriteLine(); } } } public static class Log { public static void ToConsole(this string msg) { Console.WriteLine(msg); } } ``` ::: :::spoiler 類別圖 ![](https://i.imgur.com/YD7fppb.png) ::: ### Lab2-4 加入具有飛行能力的 Duck Class 執行程式 :::spoiler IBehavior.cs ```C#=+ using System; interface IBehavior { String Shout(); String Fly(); } ``` ::: :::spoiler Duck.cs ```C#=+ using System; class Duck : AAnimal ,IBehavior{ #region Constructor (建構函式) /// <summary> /// 無參數的 Constructor /// </summary> public Duck() { this.kind = "Duck"; this.shout_num = 3; this.name = "No-Name"; } /// <summary> /// 可以設定 name 與 shout_num 的 Constructor /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="shout_num"></param> public Duck(String name, int shout_num) : base(name, shout_num) { this.kind = "Duck"; } #endregion #region Methon (方法) /// <summary> /// 要實作 IBehavior 的 Shout() /// </summary> /// <returns></returns> public String Shout() { String result = ""; for (int i = 0; i < shout_num; i++) { result += "呱~ "; } return "My name is " + name + ". " + result; } /// <summary> /// 要實作 IBehavior 的 Fly() /// </summary> /// <returns></returns> public String Fly() { return $"{name} 飛上天了"; } #endregion } ``` ::: :memo:練習2. AAnimals.cs, Cat.cs, Dog.cs 與 main.cs 該怎麼改寫呢?? ### Lab2-5 移除 Cat Class 與 Dog Class 的 Fly() 執行程式 Cat Class ![](https://i.imgur.com/PIfKHUv.png) Dog Class ![](https://i.imgur.com/4oo9vTk.png) :::spoiler Step1. 將IBehavior.cs拆分為IShoutBehavior.cs與IFlyBehavior.cs IShoutBehavior.cs ```C#=+ using System; interface IShoutBehavior { String Shout(); } ``` IFlyBehavior.cs ```C#=+ using System; interface IFlyBehavior { String Fly(); } ``` ::: :::spoiler Step2. 改寫 Cat Class 與 Dog Class (只有實作 IShoutBehavior) ![](https://i.imgur.com/oPGoz7m.png) ![](https://i.imgur.com/khzsUzw.png) ::: :::spoiler Step3. 改寫 Duck Class (同時實作 IShoutBehavior 與 IFlyBehavior) ![](https://i.imgur.com/4GrE6z5.png) ::: :::spoiler Step4. 改寫 main.cs (引入**is**) ![](https://i.imgur.com/tS9M3BS.png) :::