物件導向

C# Polymorphism - Runtime Polymorphism

Posted by Ryan Tseng on 2018-10-25

緣起

學習物件導向的時候，會常常聽到 封裝、繼承、多型 三個詞，又尤其 多型 這個詞有點難以想像，所以寫個筆記紀錄一下概念，避免忘記多型的特性。

多型的類型

之前在學多型的時候，都覺得只有一種概念，但看了官方的文件之後，多型其實有分成兩種

  • 執行時期的多型 (靜態多型)
  • 編譯時期的多型 (動態多型)

首先來看一下什麼是 Runtime 的多型

基本上函式的多載、運算子的多載都可以是一種多型

  • function overloading
    • 參數類型的不同
    • 回傳型別的不同
    • 參數順序的不同(但參數型別要不同)
    • 包含透過繼承關係來實做的多載

參數順序的不同

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public void Foo(int a, int b)
{
    // ...
}

public void Foo(string b, string a)
{
    // Valid overload
}

public void Foo(int a, int b)
{
    // Invalid overload
}
  • operator overloading

我們用四邊形來描述這個情境，今天我們用一個物件 Rectangle 來定義一個四邊形，一般來說，會有長和寬兩個 Field 和取得面積的方法

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public class Rectangle 
{
	private int _width;

	private int _height;

	public Rectangle(int width, int height)
	{
		_width = width;
		_height = height;
	}
	
	public int Area()
	{
		return _width * _height;
	}
}

我們先建立兩個不同大小四邊形的物件

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var r1 = new Rectangle(10, 10);
var r2 = new Rectangle(20, 20);
	
r1.Area().Dump();
r2.Area().Dump();

如果我們想取得 r1, r2 的總面積，這時候就需要這樣

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var r1 = new Rectangle(10, 10);
var r2 = new Rectangle(20, 20);

(r1.Area() + r2.Area()).Dump();

通常就有人會想說，為什麼我不要直接加起來就好了

這真的是個好問題，因為事情總是沒有這麼簡單

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var r1 = new Rectangle(10, 10);
var r2 = new Rectangle(20, 20);

(r1 + r2) // 這裡會壞掉

事情就是沒有這麼簡單，因為 C# 根本不知道兩個物件要怎麼加起來

你必須要定義出來讓 C# 知道，所以這時候就要請出 operator overloading 來幫忙

我們把多載加在 Rectangle 類別即可，如下

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public class Rectangle 
{
	private int _width;

	private int _height;

	public Rectangle(int width, int height)
	{
		_width = width;
		_height = height;
	}
	
	public int Area()
	{
		return _width * _height;
	}
	
        // This is operator overloading
	public static int operator+ (Rectangle a, Rectangle b)
	{
		return a.Area() + b.Area();
	}
}

然後你就會看到很神奇的事情發生，原本上面有錯誤的 Code 現在正常了

可以直接執行了

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void Main()
{
	var r1 = new Rectangle(10, 10);
	var r2 = new Rectangle(20, 20);
	
	(r1 + r2).Dump();
}

結果會出現

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結論

其實靜態的多型，算是日常生活中比較容易碰到的狀況(函式多載)，運算子多載其實我也沒有很常用，大家都還是會很直覺把他呼叫 r1.Area() + r2.Area() 把它加起來。

不過我自己一開始看到官方文件說明這兩種也算是一種多型的時候，我是有點嚇到就對了，畢竟我心目中的多型一直都是大家心目中的那種多型 >///<

下一篇要講大家都覺得是那種多型的多型

參考資料

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