深入理解.net - 2.多态 Polymorphsim

通过上篇文章继承的本质深入介绍了继承过程中对象的的创建过程，相信对继承已经有了一个深入的理解，本文则详细剖析一下面向对象设计的另一要素多态(Polymorphsim)。

什么是多态

Polymorphism is a Greek word that means "many-shaped" and it has two distinct aspects:

At run time, objects of a derived class may be treated as objects of a base class in places such as method parameters and collections or arrays. When this occurs, the object's declared type is no longer identical to its run-time type.

Base classes may define and implement virtual methods, and derived classes can override them, which means they provide their own definition and implementation. At run-time, when client code calls the method, the CLR looks up the run-time type of the object, and invokes that override of the virtual method. Thus in your source code you can call a method on a base class, and cause a derived class's version of the method to be executed.

大体意思就是：

在运行时，对象的类型可以和运行时类型不同，派生类在某些地方可以被替换成基类，如方法的参数，集合或者数组。
基类可以定义或实现虚方法，派生类能够重写父类的虚方法，这就意味派生类可以提供他们自己的定义和实现。在运行时，当客户端代码调用这些方法，CLR查找对象的运行时类型，并调用重写的虚方法。因此，你可以使用基类类型调用方法，从而执行派生类的一个实现。ps:翻译的水平一般,大体意思应该写出来了：）

总结一下就是：

1.派生类（子类）可以以基类（父类）类型出现；
2.在运行时，派生类（子类）以自己的方式来实现；
3.派生类（子类）以基类（父类）的类型使用时，只能使用父类共有或重写的方法，即特有的属性和方法不可以使用；

通俗简单来说就是，声明的时候是基类的类型，而实例化（new）的是派生类，举个栗子

public class Food

{

    private string name = "Food";

    public virtual string GetName()

    {

        return name;

    }

}

public class Bread : Food

{

    private string name="Bread";

    public override string GetName()

    {

        return name;

    }

}

public class ButterBread : Bread

{

    private string name = "ButterBread";

    public override string GetName()

    {

        return name;

    }

}

Food food = new Bread(); 当我们调用 food.GetName() 时，执行的是 Bread.GetName() 方法，得到的是 "Bread"。如果我们这么写Food food = new ButterBread();，当调用 food.GetName() 时，执行的则是 ButterBread.GetName() 方法，这就是多态，有没有很简单！允许同一个类型具有不同的行为，通过例子是不是比上文扯的一堆要更好理解。

一张图轻松GET多态本质

相信上图很直观的对比了Food food = new Bread();和Bread bread = new Bread();之前的区别：二者唯一的不同是在堆栈上维护的Bread实例的地址引用类型不同，food是Food类型的，bread是Bread类型的，但是二者指向的GCHeap上的实例都是Bread类型的实例。简单说明下，TypeHandle(类型句柄)是指向加载该类型的相关元数据信息包括方发表，静态字段等。CLR再第一次加载类型的时候就会创建该类型的方法表，并按继承关系将所有父类的方法copy一份，重写的方法会使用自己的方法覆盖掉。所以多态实际上在运行时执行的还是具体实例化类型的方法表。分享下我一般这么理解：我们吃的是食物，而它是面包。说到底还是要看吃到的是啥。关于详细的LoaderHeap介绍可以参考文末参考链接。

一些思考

面对日渐复杂多变的业务需求，如何使我们的程序更灵活，易扩展，当然是面向抽象编程了，抽象即稳定的，而多态是我们得以实现这一原则的基础。同时掌握了继承多态之后，我们才能更好的学习和理解设计模式。另外发现：看英文的文章比看中文的更容易理解。大家尽量多看些英文的技术文章，不要怕！手边常备个词典就好。

参考

《你必须知道的.net》 - 王涛
https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/polymorphism - MSDN
深入探索.NET框架内部了解CLR如何创建运行时对象 - Savorboard