C#forUnity快速入門(連載8)-C#抽象類與接口

 C# for Unity 編程語言快速入門教程(連載8)---C#OOP編程之抽象類與接口

   C#的抽象類與接口，是C#OOP編程中非常重要的概念，對于開發出“高內聚、低耦合”的優秀項目具有重要的作用。

   C#抽象類是用關鍵字abstract 表示的，它即可以修飾類（抽象類），也可以修飾方法（抽象方法）。抽象類主要的作用是：列舉一個類所需要的行為,提供一系列的規定，約束子類行為。

  C#抽象類與抽象方法具備以下重要規則：

  1：抽象類不能被實例化。

  2：抽象類不明確提供具體 方法實現。（但可以包含普通的方法）

  3：定義基類（父類）中的抽象方法，則派生類（子類）必須重載(重寫)該方法。
  4：抽象方法一定屬于抽象類，但抽象類不一定要包含抽象方法。
  5：抽象方法不能是私有的，而且抽象方法及其重載方法的訪問限制應當相同。
  6：抽象方法不能使用virtual 關鍵字進行修飾。
  7：抽象類不能是密封或靜態的  。

  8：抽象類必須由其子類實現它的抽象方法，除非子類也是抽象類。

  9：繼承抽象類的派生類，必須使用override 實現抽象方法。

10：抽象方法一定屬于抽象類，但抽象類不一定要包含抽象方法。

  我們生活中的接口是： “不同物理設備與軟件程序實現溝通與數據傳輸的規格與標準”（例如：USB接口，即可以應用在鼠標鏈接上，也可以應用在移動硬盤、USB盤、手機、數碼相機、充電寶....）
  C#中的接口就是：“某個事物對外提供的一些功能的申明”，我們使用interface 關鍵字來聲明一個接口，注意這里接口是一個與類“平行”的編程單位，相互之間沒有隸屬關系。

  C#的接口具備以下重要規則：

  1: 接口可以繼承，類似類的繼承。

  2: 接口可以實現多重繼承，類不可以。

  3: 可以把接口理解為更純的抽象類，因為接口中所有的方法都是抽象的，沒有普通方法。

  4: 接口和抽象類不能被實例化。

  5: 接口的任何派生實現類，都必須實現接口的所有方法。

  6: 接口不允許有任何構造函數或字段。

  7: 接口成員總是公共的，不能聲明虛擬和靜態的。

  8: 接口中不允許指定任何訪問修飾符，（隱式為public）不需要訪問修飾符。

  9: 類不允許多繼承，但接口允許多繼承。
      好的編程習慣： 使用接口名作為方法的前綴，這稱為“顯示接口實現”。
      對于明確指定了接口的方法，就不再允許使用修飾符，一律為 public。

  以上兩篇文章我們學習了方法重載，方法重寫，抽象類，抽象方法，接口等。現在總結一些概念之間的區別點：

  1：不能同時使用 virtual 和 override 修飾一個方法。
  2：虛擬方法不能是私有的。
  3：對于 interface 、virtual、override、sealed 關鍵字的理解：
        interface: 引入一個方法的名稱
        virtual:   方法的第一個實現。
        override:  方法的另一個實現。
        sealed:    方法的最后一個實現。

   目前關于C#基礎編程，截至本篇筆者提供了8篇技術介紹性文章，現在提供從類的訪問修飾符到目前接口的一些典型學習習題，供C#初學者學習之用。

編程題目：

1： 學習定義類與訪問修飾符。   
1.1>： 已知交通工具類定義如下。
class Vehicle
{
   private int _length;  //長度
   private int _width;   //寬度

   public void Drive(){}; //駕駛方法
}
要求：（1）實現設個類；（2）定義并實現一個小車類car，是它的派生類，小車本身的私有屬性有載人數，小車的方法有init（設置車輪數、重量和載人數），get passenger（獲取載人數），print（打印車輪數、重量和載人數）。


2： 學習繼承
  2.1>: 編寫一個學生和教師的數據輸入和顯示程序，學生數據有編號、姓名、班號和成績，教師數據有編號、姓名、職稱和部門。要求將編號、姓名輸入和顯示設計成一個類person，并作為學生數據操作類student和教師數據操作類teacher的基類。

3： 方法重載(靜態多態性)
   3.1>：    利用多態性實現多功能計算器：
          A）定義方法名為computeMethod 的方法，實現加法器。
          B）再定義方法名為computeMethod 的方法，實現具備加減乘除綜合計算功能。
          C）在main 方法中調用以上方法，且測試。
   3.2>：    利用多態性實現如下功能。
         A）定義一個Father 類，利用構造方法的重載概念定義三個構造方法。
         B）定義Child 類繼承Father類，在Child的構造方法中分別調用父類不同的構造方法。

4： 方法重寫
   4.1>： 設計一個基類，在其中創建方法MConvert，這個方法接受一個代表公里數的參數，將其轉換為對等的英里數之后，然后創建一個繼承此類的子類，增加可將輸入的公斤數轉換為磅的新方法 KConvert， 最后產生子類的實例對象， 測試這兩個功能。
   提示信息：
   1千米(公里) = 0.62英里
   1千克（公斤） = 2.2磅

   4.2>: 調整上一題的內容，將其中的MConvert方法聲明為virtual， 然后在子類中進行覆寫，以其所接受的參數為正方形邊長，轉換為英里后計算其面積。

   4.3>: 創建一個類，重寫ToString() 方法， 當其被引用的時候，能夠輸出此類對象的說明文字，如下：   “測試用的myObject 類對象”

5： 抽象類、抽象方法
  5.1>： 編寫一個程序，求圓、圓內接正方形和圓外切正方形的面積和周長。要求設計抽象基類、抽象方法，使用動態多態性。
      提示信息：
       公式： 勾股定義： 直角三角形中兩邊長平方的和等于第三邊的平方：a*a+b*b=c*c            
       圓的半徑使用 r:
       內切正方形的邊長=r*r+r*r=x*x
                                x=sqrt(2(r*r))
       內切正方形面積    
                 x*x
      內切正方形周長
                  4x
       外切正方形面積
                （r*2）*（r*2）
       外切正方形周長
                （r*2）*4=8r

       形狀：   shape  
       圓：     circle  
       正方形： square、
       面積：   area.
       周長：   length.

  5.2>：下面Shape類是一個表示形狀的抽象類，Area ( )為求圖形面積的函數。請從Shape類派生梯形類（Trapezoid）、圓形類（Circle）,三角形類（Triangle），并給出具體的求面積函數。其中，所有派生類計算面積需要用到的參數由構造函數給出，梯形面積計算需要上底、下底和高，三角形面積需要底和高，圓形面積需要半徑。
形狀的抽象類聲明如下：

abstract class Shape {
  abstract public double Area( );
}


6： 接口、多重接口

   6.1>：A）定義Calculate接口，

       接口文件如下：
       interface Calculate
       {
            void getArea();  //計算圓面積。
            void getZC();    //計算圓周長
       }
        
     B） 定義circularity 類，實現接口Calculate. 且調試后輸出結果。

  6.2>：  設計一個類TClass, 繼承下面的接口IMeasure, 實現其中的Length() 與 Area()方法，來計算特定長度等邊三角形的邊長和面積。
     interface IMeasure
     {
       int Length(int s);
       int Area(int s);
     }

  6.3>   承上題，設計一個測試程序，創建TClass 的實例對象，調用其中的方法計算邊長為10的三角形面積和周長。

  6.4>：  承上題，設計一個測試程序，創建TClass 的實例對象，將其轉型為 IMeasure 類型，調用其中的方法來計算邊長為10的三角形面積和周長。

  6.5>：  另外設計一個新的類，同時繼承下面的接口 IAMeasure 及上面第2題的IMeasure，除了提供對特定長度等邊三角形的邊長與面積的計算方法外，還實現了IAMeasure的Area()成員，提供對正方形面積的計算方法。
      interface IAMeasure
      {
          int Area(int s);
      }