Наследование — получение типов для создания более специализированного поведения

Наследование, вместе с инкапсуляцией и полиморфизмом, является одной из трех основных характеристик объектно-ориентированного программирования. Наследование позволяет создавать новые классы, которые повторно используют, расширяют и изменяют поведение, определенное в других классах. Класс, члены которого наследуются, называется базовым классом, а класс, который наследует эти члены, называется производным классом. Производный класс может иметь только один прямой базовый класс. Однако наследование является транзитивным. Если ClassC является производным от ClassB , а ClassB — от ClassA , ClassC наследует члены, объявленные в ClassB и ClassA .

Структуры не поддерживают наследование, но могут реализовывать интерфейсы.

Концептуально производный класс является специализацией базового класса. Например, при наличии базового класса Animal возможно наличие одного производного класса, который называется Mammal , и еще одного производного класса, который называется Reptile . Mammal является Animal и Reptile является Animal , но каждый производный класс представляет разные специализации базового класса.

Объявления интерфейса могут определять реализацию по умолчанию для членов. Эти реализации наследуются производными интерфейсами и классами, реализующими эти интерфейсы. Дополнительные сведения о методах интерфейса по умолчанию см. в статье о интерфейсах.

При определении класса для наследования от другого класса производный класс явно получает все члены базового класса за исключением конструкторов и методов завершения. Производный класс повторно использует код в базовом классе без необходимости его повторной реализации. В производный класс можно добавить дополнительные члены. Производный класс расширяет функциональность базового класса.

На следующем рисунке показан класс WorkItem , представляющий рабочий элемент в бизнес-процессе. Как и другие классы, он является производным от System.Object и наследует все его методы. WorkItem добавляет шесть членов. К ним относится конструктор, так как конструкторы не наследуются. Класс ChangeRequest наследует от WorkItem и представляет конкретный вид рабочего элемента. ChangeRequest добавляет еще два члена к членам, унаследованным от WorkItem и Object. Он должен добавить собственный конструктор, и он также добавляет originalItemID . Свойство originalItemID позволяет ChangeRequest связать экземпляр с исходным объектом WorkItem , к которому применен запрос на изменение.

В следующем примере показано, как выражаются в C# отношения между классами, продемонстрированные на предыдущем рисунке. В примере также показано, как WorkItem переопределяет виртуальный метод Object.ToString и как класс ChangeRequest наследует WorkItem реализацию метода. В первом блоке определяются классы:

В следующем блоке показано, как использовать базовый и производный классы:

Абстрактные и виртуальные методы

Когда базовый класс объявляет метод как virtual , производный класс может override метод с помощью своей собственной реализации. Если базовый класс объявляет член как abstract , этот метод должен быть переопределен в любом неабстрактном классе, который прямо наследует от этого класса. Если производный класс сам является абстрактным, то он наследует абстрактные члены, не реализуя их. Абстрактные и виртуальные члены являются основой для полиморфизма, который является второй основной характеристикой объектно-ориентированного программирования. Дополнительные сведения см. в разделе Полиморфизм.

Абстрактные базовые классы

Можно объявить класс как абстрактный, если необходимо предотвратить прямое создание экземпляров с помощью оператора new. Абстрактный класс можно использовать, только если новый класс является производным от него. Абстрактный класс может содержать один или несколько сигнатур методов, которые сами объявлены в качестве абстрактных. Эти сигнатуры задают параметры и возвращают значение, но не имеют реализации (тела метода). Абстрактному классу необязательно содержать абстрактные члены; однако если класс все же содержит абстрактный член, то сам класс должен быть объявлен в качестве абстрактного. Производные классы, которые сами не являются абстрактными, должны предоставить реализацию для любых абстрактных методов из абстрактного базового класса.

Интерфейсы

Интерфейс — это ссылочный тип, определяющий набор членов. Этот набор членов должны реализовать все классы и структуры, реализующие интерфейс. Интерфейс может определять реализацию по умолчанию для любого из этих членов или для них всех. В классе может быть реализовано несколько интерфейсов, хотя производным он может быть только от одного прямого базового класса.

Интерфейсы используются для определения конкретных возможностей для классов, которые не обязательно имеют отношения тождественности. Например, интерфейс System.IEquatable<T> может быть реализован любым классом или структурой для определения эквивалентности двух объектов типа (однако тип определяет эквивалентность). IEquatable<T> не подразумевает тот же вид отношений тождественности, который существует между базовым и производным классами (например, Mammal является Animal ). Дополнительные сведения см. в разделе Интерфейсы.

Предотвращение дальнейшего наследования

Класс может предотвратить наследование от других классов или наследование от любых его членов, объявив себя или члены как sealed .

Скрытие производного класса членов базового класса

Производный класс может скрывать члены базового класса путем объявления членов с тем же именем и сигнатурой. Модификатор new может использоваться, чтобы явно указать, что член не должен быть переопределением базового члена. Использовать new необязательно, но если new не используется, будет создано предупреждение компилятора. Дополнительные сведения см. в разделах Управление версиями с помощью ключевых слов Override и New и Использование ключевых слов Override и New.