[DAY7] C#基礎與實作(抽象類別.介面)

15th鐵人賽

2023-09-20 13:29:07

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C# 程式基礎

　　抽象類別（Abstract Class）：
　　　　在 C# 中用於定義一個不能實例化的類別，通常用作其他類別的基底類別。
　　　　最重要的理念是隱藏工作細節，對於使用者而言，僅知道如何使用這些功能。
　　介面（Interface）：
　　　　一個重要概念，用於定義一組抽象方法和屬性，但沒有提供實際的實作。
　　　　類別可以實作一個或多個介面，以強制類別實現指定的方法和屬性。

抽象類別(Abstract Class)：

抽象類別使用 abstract 關鍵字來定義，通常包含一個或多個抽象成員（方法、屬性等）。
一個抽象類別如果沒有子類別去繼承，是沒有功能的。
抽象類別的抽象方法，必須有子類別覆寫此方法，如果沒有子類別重新定義，會有編譯錯誤。
子類別必須實作所有在抽象類別中定義的抽象成員，否則子類別也必須被定義為抽象類別。
抽象方法在抽象類別中只包含方法的簽名，而實際的方法實作由子類別提供，並使用 override 關鍵字實作。

假設我們正在建立一個動物分類系統，我們希望有不同種類的動物，例如哺乳動物和鳥類，並且每種動物都能發出聲音。我們可以使用抽象類別來定義通用的 Animal 類別，然後從它指派具體的動物類別。

程式範例：

    // 定義抽象類別 Animal
    abstract class Animal {
        public string Name { get; set; }

        public Animal(string name) {
            Name = name;
        }

        // 定義抽象方法 MakeSound
        public abstract void MakeSound();
    }

    // 子類別，繼承抽象類別
    class Mammal : Animal {
        public Mammal(string name) : base(name) { }

        public override void MakeSound() {
            Console.WriteLine(Name + "是哺乳動物，發出哺乳動物的聲音。");
        }
    }

    // 子類別，繼承抽象類別
    class Bird : Animal {
        public Bird(string name) : base(name) { }

        public override void MakeSound() {
            Console.WriteLine(Name + "是鳥類，發出鳥類的聲音。");
        }
    }

    class Program {
        static void Main() {
            // 創建哺乳動物和鳥類物件
            Mammal lion = new Mammal("獅子");
            Bird eagle = new Bird("鷹");

            // 呼叫 MakeSound 方法
            lion.MakeSound(); // 輸出：獅子是哺乳動物，發出哺乳動物的聲音。
            eagle.MakeSound(); // 輸出：鷹是鳥類，發出鳥類的聲音。
        }
    }

在這個範例中，我們定義了一個抽象類別 Animal，它包含屬性 Name 和抽象方法 MakeSound。然後，我們從 Animal 派生了具體的哺乳動物和鳥類類別，並實作了 MakeSound 方法以模擬不同種類的動物發聲的行為。這樣我們就可以創建不同種類的動物，並呼叫它們的 MakeSound 方法來聽到它們的聲音。

介面(Interface)：

介面使用 interface 關鍵字來定義，它包含一組方法和屬性的聲明，但不提供實際的方法實作。
介面是一種合約，它定義了類別必須實現的方法和屬性。當一個類別實作了一個介面，它必須提供介面中定義的所有成員的實作。
類別可以實作多個介面，以實現多個合約。
介面可以被其他介面繼承，以建立層次結構的介面。

　　假設我們正在建立一個動物分類系統，我們希望不同種類的動物都能移動，並發出聲音。我們可以使用介面來定義通用的 IMovable 和 ISound 介面，然後讓動物類別實作這些介面。

程式範例：

    // 定義移動介面
    interface IMovable {
        void Move();
    }

    // 定義發聲介面
    interface ISound {
        void MakeSound();
    }

    // 實作動物類別，同時實作 IMovable 和 ISound 介面
    class Animal : IMovable, ISound {
        public string Name { get; set; }

        public Animal(string name) {
            Name = name;
        }

        public void Move() {
            Console.WriteLine(Name + "正在移動。");
        }

        public void MakeSound() {
            Console.WriteLine(Name + "正在發出聲音。");
        }
    }

    class Program {
        static void Main() {
            // 創建動物物件
            Animal lion = new Animal("獅子");
            Animal bird = new Animal("鳥");

            // 呼叫 IMovable 和 ISound 介面的方法
            lion.Move();      // 輸出：獅子正在移動。
            lion.MakeSound(); // 輸出：獅子正在發出聲音。
            bird.Move();      // 輸出：鳥正在移動。
            bird.MakeSound(); // 輸出：鳥正在發出聲音。
        }
    }

程式實作練習：

　　沒在leetcode中找到特別相關繼承的考題
　　如果有看到也可以跟我說我補充上來
　　==========
　　以下我會以w3schools的Example範例來出題
　　請朋友們可以跟我一起練習

　　問題1(抽象類別)：
　　　　請使用抽象類別設計一個抽象類別Animal，
　　該類別包含一個抽象方法 animalSound 和一個常規方法 sleep。
　　然後，建立一個具體的類別（Pig）繼承自動物類別，實作 animalSound 方法，
　　並創建一個物件並呼叫這兩個方法。

　　欲執行程式如下：

    class Program
    {
      static void Main(string[] args)
      {
        // 創建一個 Pig 物件
        Pig myPig = new Pig();

        // 呼叫抽象方法 animalSound
        myPig.animalSound();  // 輸出：The pig says: wee wee

        // 呼叫常規方法 sleep
        myPig.sleep();  // 輸出：Zzz
      }
    }

　　Example的答案：
　　

by w3schools C# abstract example

　　問題2(介面)：
　　　　請使用介面（Interface）設計一個動物介面（IAnimal），
　　該介面包含一個方法 animalSound（沒有方法實作）。
　　然後，建立一個具體的類別（Pig）實作該介面，並呼叫介面方法。

　　欲執行程式如下：

    class Program 
    {
        static void Main(string[] args) 
        {
            // 創建一個 Pig 物件
            Pig myPig = new Pig();

            // 呼叫介面方法 animalSound
            myPig.animalSound();  // 輸出：The pig says: wee wee
        }
    }

　　Example的答案：
　　