Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

"имеет" радиоприемник. Было бы нелогично пытаться наследовать класс Car (автомобиль) от класса Radio (радиоприемник) или наоборот (ведь Car не "является" Radio). Взамен есть два независимых класса, работающих совместно, где класс Car создает и открывает доступ к функциональности класса Radio:

class Radio

{

  public void Power(bool turnOn)

  {

    Console.WriteLine("Radio on: {0}", turnOn);

  }

}

class Car

{

  // Car 'имеет' Radio.

  private Radio myRadio = new Radio();

  public void TurnOnRadio(bool onOff)

  {

    // Делегировать вызов внутреннему объекту.

    myRadio.Power(onOff);

  }

}

Обратите внимание, что пользователю объекта ничего не известно об использовании классом Car внутреннего объекта Radio:

// Call is forwarded to Radio internally.

Car viper = new Car();

viper.TurnOnRadio(false);

Роль полиморфизма

Последним основным принципом ООП является полиморфизм. Указанная характерная черта обозначает способность языка трактовать связанные объекты в сходной манере. В частности, данный принцип ООП позволяет базовому классу определять набор членов (формально называемый полиморфным интерфейсом), которые доступны всем наследникам. Полиморфный интерфейс класса конструируется с применением любого количества виртуальных или абстрактных членов (подробности ищите в главе 6).

Выражаясь кратко, виртуальный член — это член базового класса, определяющий стандартную реализацию, которую можно изменять (или более формально переопределять) в производном классе. В отличие от него абстрактный метод — это член базового класса, который не предоставляет стандартную реализацию, а предлагает только сигнатуру. Если класс унаследован от базового класса, в котором определен абстрактный метод, то такой метод должен быть переопределен в производном классе. В любом случае, когда производные классы переопределяют члены, определенные в базовом классе, по существу они переопределяют свою реакцию на тот же самый запрос.

Чтобы увидеть полиморфизм в действии, давайте предоставим некоторые детали иерархии фигур, показанной на рис. 5.3. Предположим, что в классе Shape определен виртуальный метод Draw(), не принимающий параметров. С учетом того, что каждой фигуре необходимо визуализировать себя уникальным образом, подклассы вроде Hexagon и Circle могут переопределять метод Draw() по своему усмотрению (см. рис. 5.3).

После того как полиморфный интерфейс спроектирован, можно начинать делать разнообразные предположения в коде. Например, так как классы Hexagon и Circle унаследованы от общего родителя (Shape), массив элементов типа Shape может содержать любые объекты классов, производных от этого базового класса. Более того, поскольку класс Shape определяет полиморфный интерфейс для всех производных типов (метод Draw() в данном примере), уместно предположить, что каждый член массива обладает такой функциональностью.

Рассмотрим следующий код, который заставляет массив элементов производных от Shape типов визуализировать себя с использованием метода Draw():

Shape[] myShapes = new Shape[3];

myShapes[0] = new Hexagon();

myShapes[1] = new Circle();

myShapes[2] = new Hexagon();

foreach (Shape s in myShapes)

{

  // Использовать полиморфный интерфейс!

  s.Draw();

}

Console.ReadLine();

На этом краткий обзор основных принципов ООП завершен. Оставшийся материал главы посвящен дальнейшим подробностям поддержки инкапсуляции в языке С#, начиная с модификаторов доступа. Детали наследования и полиморфизма обсуждаются в главе 6.

Модификаторы доступа C# (обновление в версии 7.2)

При работе с инкапсуляцией вы должны всегда принимать во внимание то, какие аспекты типа являются видимыми различным частям приложения. В частности, типы (классы, интерфейсы, структуры, перечисления и делегаты), а также их члены (свойства, методы, конструкторы и поля) определяются с использованием специального ключевого слова, управляющего "видимостью" элемента для других частей приложения. Хотя в C# для управления доступом предусмотрены многочисленные ключевые слова, они отличаются в том, к чему могут успешно применяться (к типу или члену). Модификаторы доступа и особенности их использования описаны в табл. 5.1.

В текущей главе рассматриваются только ключевые слова public и private. В последующих главах будет исследована роль модификаторов internal и protected internal (удобных при построении библиотек кода и модульных тестов) и модификатора protected (полезного при создании иерархий классов).

Использование стандартных модификаторов доступа

По умолчанию члены типов являются неявно закрытыми (private), тогда как сами типы — неявно внутренними (internal). Таким образом, следующее определение класса автоматически устанавливается как internal, а стандартный конструктор типа — как private (тем не менее, как и можно было предполагать, закрытые конструкторы классов нужны редко):

// Внутренний класс с закрытым стандартным конструктором.

class Radio

{

  Radio(){}

}

Если вы предпочитаете явное объявление, тогда можете добавить соответствующие ключевые слова без каких-либо негативных последствий (помимо дополнительных усилий по набору):

// Внутренний класс с закрытым стандартным конструктором.

internal class Radio

{

  private Radio(){}

}

Чтобы позволить другим частям программы обращаться к членам объекта, вы должны определить эти члены с ключевым словом public (или возможно с ключевым словом protected, которое объясняется в следующей главе). Вдобавок, если вы хотите открыть доступ к Radio внешним сборкам (что удобно при построении более крупных решений или библиотек кода), то к нему придется добавить модификатор public:

// Открытый класс с открытым стандартным конструктором.

public class Radio

{

  public Radio(){}

}

Использование модификаторов доступа и вложенных типов

Как упоминалось в табл. 5.1, модификаторы доступа private, protected, protected internal и private protected могут применяться к вложенному типу. Вложение типов будет подробно рассматриваться в главе 6, а пока достаточно знать, что вложенный тип — это тип, объявленный прямо внутри области видимости класса или структуры. В качестве примера ниже приведено закрытое перечисление (по имени CarColor), вложенное в открытый класс (по имени SportsCar):

public class SportsCar

{

  // Нормально! Вложенные типы могут быть помечены как private.

  private enum CarColor

  {

    Red, Green, Blue

  }

}

Здесь допустимо применять модификатор доступа private к вложенному