知识介绍

多态（Polymorphism）= 同一接口，不同实现。

实现多态的三个前提：① 继承 ② 子类 override 重写 ③ 父类引用指向子类对象。

virtual / override 实现多态：

class Animal
{
    public string Name { get; set; }
    // virtual：虚方法，允许子类重写
    public virtual void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine($"{Name}发出了叫声");
    }
}

class Dog : Animal
{
    // override：重写父类虚方法
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine($"{Name}汪汪汪！");
    }
}

class Cat : Animal
{
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine($"{Name}喵喵喵！");
    }
}

// 关键：父类引用指向子类对象
Animal a1 = new Dog { Name = "旺财" };
Animal a2 = new Cat { Name = "咪咪" };
a1.MakeSound();  // 旺财汪汪汪！—— 调用的是 Dog 版本
a2.MakeSound();  // 咪咪喵喵喵！—— 调用的是 Cat 版本

多态的好处：统一处理，方便扩展。

Animal[] zoo = { new Dog{Name="旺财"}, new Cat{Name="咪咪"}, new Dog{Name="大黄"} };
foreach (Animal a in zoo)
{
    a.MakeSound();  // 循环一次调用，自动识别是什么动物
}

抽象类 abstract（不能实例化，专门当父类用）：

abstract class Shape
{
    public string Color { get; set; }
    // 抽象方法：只有声明，没有实现，子类必须实现
    public abstract double GetArea();
    public abstract double GetPerimeter();
}

class Circle : Shape
{
    public double R { get; set; }
    public override double GetArea() => Math.PI * R * R;
    public override double GetPerimeter() => 2 * Math.PI * R;
}

class Rectangle : Shape
{
    public double W { get; set; }
    public double H { get; set; }
    public override double GetArea() => W * H;
    public override double GetPerimeter() => 2 * (W + H);
}

接口 interface（行为的规范，全是"抽象的"）：

// 接口名通常以 I 开头
interface IFlyable
{
    void Fly();        // 接口方法默认 public abstract，不用写
    int MaxHeight { get; set; }
}

interface ISwimmable
{
    void Swim();
}

// 一个类可以继承多个接口（多继承的替代方案）
class Duck : Animal, IFlyable, ISwimmable
{
    public int MaxHeight { get; set; }
    public void Fly()  { Console.WriteLine($"{Name}飞啦，高度{MaxHeight}米"); }
    public void Swim() { Console.WriteLine($"{Name}在水里游"); }
    public override void MakeSound() { Console.WriteLine($"{Name}嘎嘎嘎！"); }
}

// 多态也可用接口实现
IFlyable f = new Duck { Name = "唐老鸭", MaxHeight = 100 };
f.Fly();

抽象类 vs 接口：

对比项	抽象类 abstract	接口 interface
能否有字段	能	不能
能否有实现方法	能	C# 8.0后可以有默认实现
构造方法	有	无
一个类能继承几个	1个	多个
用来描述	"是什么"	"能做什么"

例题

例题： 用多态实现电脑的USB设备插拔。

interface IUsbDevice
{
    string DeviceName { get; }
    void OnPlugIn();      // 插入时
    void OnUnplug();      // 拔出时
}

class Mouse : IUsbDevice
{
    public string DeviceName => "罗技鼠标";
    public void OnPlugIn() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已连接，可以点击使用");
    public void OnUnplug() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已断开");
}

class Keyboard : IUsbDevice
{
    public string DeviceName => "机械键盘";
    public void OnPlugIn() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已连接，可以打字");
    public void OnUnplug() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已断开");
}

class UsbDisk : IUsbDevice
{
    public string DeviceName => "U盘（128G）";
    public void OnPlugIn() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已识别，可以读写文件");
    public void OnUnplug() => Console.WriteLine($"[{DeviceName}] 已安全弹出");
}

class Computer
{
    // 定义USB插槽：统一用 IUsbDevice 接口，不管具体是什么设备
    private List<IUsbDevice> _ports = new List<IUsbDevice>();

    public void PlugDevice(IUsbDevice dev)
    {
        _ports.Add(dev);
        Console.Write("→ 插入：");
        dev.OnPlugIn();
    }

    public void UnplugAll()
    {
        foreach (var dev in _ports)
        {
            Console.Write("← 拔出：");
            dev.OnUnplug();
        }
        _ports.Clear();
    }
}

// 使用
Computer pc = new Computer();
pc.PlugDevice(new Mouse());      // → 插入：[罗技鼠标] 已连接，可以点击使用
pc.PlugDevice(new Keyboard());   // → 插入：[机械键盘] 已连接，可以打字
pc.PlugDevice(new UsbDisk());    // → 插入：[U盘（128G）] 已识别，可以读写文件
pc.UnplugAll();                  // ← 拔出：...

练习题

1. 写抽象类 Shape（抽象方法 GetArea()、Show()），派生 Triangle、Square、Circle，实例化3个对象放到 Shape[] 数组中，遍历计算面积。

2. 写接口 IComparable 的简化版（系统有一个，我们自己实现一遍）：定义 IMyComparable，方法 int CompareTo(object other)，写一个 Student 类（含 Name、Score）实现接口，按分数降序比较。

3. 写接口 IPay（方法 void Pay(decimal money)），实现 WechatPay、AliPay、CreditCardPay 三个类，再写一个 Checkout 方法接收 IPay 参数，调用 Pay。

4. 定义接口 IAttackable（void Attack(ITarget target)，int Damage { get; }）和 ITarget（void TakeDamage(int damage)，int Hp { get; set; }）。用 Warrior（战士）、Monster（怪物）分别实现这两个接口，演示战士攻击怪物，怪物攻击战士。

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