Виртуальные методы и свойства

При наследовании нередко возникает необходимость изменить в классе-наследнике функционал метода, который был унаследован от базового класса. В этом случае класс-наследник может переопределять методы и свойства базового класса.

Те методы и свойства, которые мы хотим сделать доступными для переопределения, в базовом классе помечается модификатором virtual. Такие методы и свойства называют виртуальными.

А чтобы переопределить метод в классе-наследнике, этот метод определяется с модификатором override. Переопределенный метод в классе-наследнике должен иметь тот же набор параметров, что и виртуальный метод в базовом классе.

Например, рассмотрим следующие классы:

class Person
{
	public string Name { get; set; }
	public Person(string name)
	{
		Name = name;
	}
	public virtual void Print()
	{
		Console.WriteLine(Name);
	}
}
class Employee : Person
{
	public string Company { get; set; }
	public Employee(string name, string company) : base(name)
	{
		Company = company;
	}
}

Здесь класс Person представляет человека. Класс Employee наследуется от Person и представляет сотруднника предприятия. Этот класс кроме унаследованного свойства Name имеет еще одно свойство - Company.

Чтобы сделать метод Print доступным для переопределения, этот метод определен с модификатором virtual. Поэтому мы можем переопределить этот метод, но можем и не переопределять. Допустим, нас устраивает реализация метода из базового класса. В этом случае объекты Employee будут использовать реализацию метода Print из класса Person:

Person bob = new Person("Bob");
bob.Print(); // вызов метода Print из класса Person

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
tom.Print(); // вызов метода Print из класса Person

Консольный вывод:

Bob
Tom

Но также можем переопределить виртуальный метод. Для этого в классе-наследнике определяется метод с модификатором override, который имеет то же самое имя и набор параметров:

class Employee : Person
{
	public string Company { get; set; }
	public Employee(string name, string company)
		: base(name)
	{
		Company = company;
	}
	public override void Print()
	{
		Console.WriteLine($"{Name} работает в {Company}");
	}
}

Возьмем те же самые объекты:

Person bob = new Person("Bob");
bob.Print(); // вызов метода Print из класса Person

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
tom.Print(); // вызов метода Print из класса Employee

Консольный вывод:

Bob
Tom работает в Microsoft

Виртуальные методы базового класса определяют интерфейс всей иерархии, то есть в любом производном классе, который не является прямым наследником от базового класса, можно переопределить виртуальные методы. Например, мы можем определить класс Manager, который будет производным от Employee, и в нем также переопределить метод Print.

При переопределении виртуальных методов следует учитывать ряд ограничений:

• Виртуальный и переопределенный методы должны иметь один и тот же модификатор доступа. То есть если виртуальный метод определен с помощью модификатора public, то и переопредленный метод также должен иметь модификатор public.

• Нельзя переопределить или объявить виртуальным статический метод.

Ключевое слово base

Кроме конструкторов, мы можем обратиться с помощью ключевого слова base к другим членам базового класса. В нашем случае вызов base.Print(); будет обращением к методу Print() в классе Person:

class Employee : Person
{
    public string Company { get; set; }
 
    public Employee(string name, string company)
			:base(name)
    {
        Company = company;
    }
 
    public override void Print()
    {
        base.Print();
        Console.WriteLine($"работает в {Company}");
    }
}

Переопределение свойств

Также как и методы, можно переопределять свойства:

class Person
{
	int age = 1;
	public virtual int Age
	{
		get => age;
		set{ if(value > 0 && value < 110) age = value; }
	}
	public string Name { get; set; }
	public Person(string name)
    {
        Name = name;
    }
	public virtual void Print() => Console.WriteLine(Name);
}
class Employee : Person
{
	public override int Age
	{
		get => base.Age;
		set { if (value > 17 && value < 110) base.Age = value; }
	}
	public string Company { get; set; }
	public Employee(string name, string company)
		: base(name)
	{
		Company = company;
		base.Age = 18; // возраст для работников по умолчанию
	}
}

В данном случае в классе Person определено виртуальное свойство Age, которое устанавливает значение, если оно больше 0 и меньше 110. В классе Employee это свойство переопределено - возраст работника должен быть не меньше 18.

Person bob = new Person("Bob");
Console.WriteLine(bob.Age); // 1

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
Console.WriteLine(tom.Age); // 18
tom.Age = 22;
Console.WriteLine(tom.Age); // 22
tom.Age = 12;
Console.WriteLine(tom.Age); // 22

Запрет переопределения методов

Также можно запретить переопределение методов и свойств. В этом случае их надо объявлять с модификатором sealed:

class Employee : Person
{
    public string Company { get; set; }
 
    public Employee(string name, string company)
                : base(name)
	{
		Company = company;
	}

	public override sealed void Print()
	{
		Console.WriteLine($"{Name} работает в {Company}");
	}
}

При создании методов с модификатором sealed надо учитывать, что sealed применяется в паре с override, то есть только в переопределяемых методах.

И в этом случае мы не сможем переопределить метод Print в классе, унаследованном от Employee.