F＃ - 继承（ Inheritance）

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2023-12-01

面向对象编程中最重要的概念之一是继承。继承允许我们根据另一个类定义一个类，这使得创建和维护应用程序变得更容易。这也提供了重用代码功能和快速实现时间的机会。

在创建类时，程序员可以指定新类应该继承现有类的成员，而不是编写全新的数据成员和成员函数。此现有类称为基类，新类称为派生类。

继承的想法实现了IS-A关系。例如，哺乳动物是动物，狗是IS-A哺乳动物，因此也是狗IS-A动物，等等。

基类和子类

子类派生自已定义的基类。子类继承基类的成员，并且具有自己的成员。

使用inherit关键字定义子类，如下所示 -

type MyDerived(...) =
   inherit MyBase(...)

在F＃中，一个类最多只能有一个直接基类。如果未使用inherit关键字指定基类，则该类将隐式继承自Object。

请注意 -

派生类的用户可以使用基类的方法和成员，例如派生类的直接成员。
让绑定和构造函数参数对类是私有的，因此无法从派生类访问。
关键字base指的是基类实例。它像自我标识符一样使用。

例子 (Example)

type Person(name) =
   member x.Name = name
   member x.Greet() = printfn "Hi, I'm %s" x.Name
type Student(name, studentID : int) =
   inherit Person(name)
   let mutable _GPA = 0.0
   member x.StudentID = studentID
   member x.GPA
      with get() = _GPA
      and set value = _GPA <- value
type Teacher(name, expertise : string) =
   inherit Person(name)
   let mutable _salary = 0.0
   member x.Salary
      with get() = _salary
      and set value = _salary <- value
   member x.Expertise = expertise
//using the subclasses
let p = new Person("Mohan")
let st = new Student("Zara", 1234)
let tr = new Teacher("Mariam", "Java")
p.Greet()
st.Greet()
tr.Greet()

编译并执行程序时，它会产生以下输出 -

Hi, I'm Mohan
Hi, I'm Zara
Hi, I'm Mariam

重写方法

您可以覆盖基类方法的默认行为，并在子类或派生类中以不同方式实现它。

默认情况下，F＃中的方法不可覆盖。

要覆盖派生类中的方法，必须使用abstract和default关键字将方法声明为可覆盖，如下所示 -

type Person(name) =
   member x.Name = name
   abstract Greet : unit -> unit
   default x.Greet() = printfn "Hi, I'm %s" x.Name

现在，可以在派生类中重写Person类的Greet方法。以下示例演示了这一点 -

例子 (Example)

type Person(name) =
   member x.Name = name
   abstract Greet : unit -> unit
   default x.Greet() = printfn "Hi, I'm %s" x.Name
type Student(name, studentID : int) =
   inherit Person(name)
   let mutable _GPA = 0.0
   member x.StudentID = studentID
   member x.GPA
      with get() = _GPA
      and set value = _GPA <- value
   override x.Greet() = printfn "Student %s" x.Name
type Teacher(name, expertise : string) =
   inherit Person(name)
   let mutable _salary = 0.0
   member x.Salary
      with get() = _salary
      and set value = _salary <- value
   member x.Expertise = expertise
   override x.Greet() = printfn "Teacher %s." x.Name
//using the subclasses
let p = new Person("Mohan")
let st = new Student("Zara", 1234)
let tr = new Teacher("Mariam", "Java")
//default Greet
p.Greet()
//Overriden Greet
st.Greet()
tr.Greet()

编译并执行程序时，它会产生以下输出 -

Hi, I'm Mohan
Student Zara
Teacher Mariam.

抽象类

有时您需要提供对象的不完整实现，而实际上不应该实现。稍后，其他程序员应该为完整的实现创建抽象类的子类。

例如，学校管理系统中不需要Person类。但是，将需要学生或教师课程。在这种情况下，您可以将Person类声明为抽象类。

AbstractClass属性告诉编译器该类有一些抽象成员。

您无法创建抽象类的实例，因为该类未完全实现。

以下示例演示了这一点 -

例子 (Example)

[<AbstractClass>]
type Person(name) =
   member x.Name = name
   abstract Greet : unit -> unit
type Student(name, studentID : int) =
   inherit Person(name)
   let mutable _GPA = 0.0
   member x.StudentID = studentID
   member x.GPA
      with get() = _GPA
      and set value = _GPA <- value
   override x.Greet() = printfn "Student %s" x.Name
type Teacher(name, expertise : string) =
   inherit Person(name)
   let mutable _salary = 0.0
   member x.Salary
      with get() = _salary
      and set value = _salary <- value
   member x.Expertise = expertise
   override x.Greet() = printfn "Teacher %s." x.Name
let st = new Student("Zara", 1234)
let tr = new Teacher("Mariam", "Java")
//Overriden Greet
st.Greet()
tr.Greet()

编译并执行程序时，它会产生以下输出 -

Student Zara
Teacher Mariam.