第7章繼承與接口習(xí)題：7-1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的3個(gè)基本特征是什么？7-2基類能夠訪問派生類的成員嗎？反之，派生類能夠訪問基類的成員嗎？7-3創(chuàng)建TwoDShape類的派生類Circle，要求包括計(jì)算圓形面積的方法area()和使用base關(guān)鍵字初始化TwoDShape部分的構(gòu)造函數(shù)。7-4如何防止派生類訪問基類的成員？7-5請(qǐng)簡(jiǎn)述base關(guān)鍵字的作用。7-6如何防止一個(gè)類被繼承？7-7“一個(gè)接口，多種方法”是C#的關(guān)鍵原則。哪個(gè)特性最好地證明了這條原則？7-8簡(jiǎn)述接口的意義，以及在什么情況下要使用接口。7-9一個(gè)接口可以由多少個(gè)類實(shí)現(xiàn)？一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多少個(gè)接口？7-10接口能夠被繼承嗎？7-11類必須實(shí)現(xiàn)接口定義的所有成員嗎？7-12接口可以聲明構(gòu)造函數(shù)嗎？7-13創(chuàng)建一個(gè)接口，隨后編寫幾個(gè)類來實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，并互相調(diào)用。7-14泛型、泛型集合List<T>、IEnumerable<T>接口及yield語句的特點(diǎn)是什么？7-15什么是泛型接口和委托中的協(xié)變和逆變？請(qǐng)舉例說明。答案:7-1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的3個(gè)基本特征是什么？面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言的3個(gè)基本特征是封裝、繼承和多態(tài)。封裝：將對(duì)象的屬性和行為（方法）結(jié)合在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的整體，隱藏對(duì)象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只對(duì)外提供有限的訪問接口（如public屬性和方法），控制外部對(duì)對(duì)象的訪問，提高代碼的安全性和可維護(hù)性。例如，一個(gè)“學(xué)生”類封裝了學(xué)生的姓名、年齡等屬性和學(xué)習(xí)、考試等方法，外部只能通過類提供的接口訪問這些屬性和方法，無法直接操作內(nèi)部私有成員。繼承：子類（派生類）可以繼承父類（基類）的屬性和方法，同時(shí)可以添加新的屬性和方法或重寫父類的方法，實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用和擴(kuò)展。例如，“大學(xué)生”類繼承“學(xué)生”類，繼承了“學(xué)生”類的姓名、年齡等屬性和學(xué)習(xí)方法，同時(shí)可以添加“專業(yè)”屬性和“實(shí)習(xí)”方法。多態(tài)：同一名稱的方法或?qū)傩栽诓煌念愔芯哂胁煌膶?shí)現(xiàn)方式，使得同一個(gè)接口可以表現(xiàn)出不同的行為。多態(tài)通常通過虛方法、抽象方法和接口實(shí)現(xiàn)。例如，“動(dòng)物”類定義了“發(fā)聲”虛方法，“貓”類和“狗”類繼承“動(dòng)物”類，分別重寫“發(fā)聲”方法，“貓”類實(shí)現(xiàn)為“喵喵叫”，“狗”類實(shí)現(xiàn)為“汪汪叫”，調(diào)用“發(fā)聲”方法時(shí)，根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型執(zhí)行不同的實(shí)現(xiàn)。7-2基類能夠訪問派生類的成員嗎？反之，派生類能夠訪問基類的成員嗎？基類不能訪問派生類的成員：基類在定義時(shí)，派生類尚未存在，基類不知道派生類會(huì)添加哪些成員，因此基類無法訪問派生類的成員（包括派生類新增的屬性、方法等）。例如，基類“Animal”定義了“Name”屬性和“Eat”方法，派生類“Dog”新增了“Breed”屬性，基類“Animal”無法訪問“Dog”類的“Breed”屬性。派生類能夠訪問基類的成員，但受訪問修飾符限制：派生類可以訪問基類的public成員和protected成員。public成員在任何地方都可訪問；protected成員只能在基類內(nèi)部和派生類內(nèi)部訪問。派生類不能訪問基類的private成員，private成員只能在基類內(nèi)部訪問。如果基類成員的訪問修飾符為internal，派生類若與基類在同一程序集，可訪問該成員；若不在同一程序集，則不能訪問。例如，基類“Person”有public屬性“Name”、protected屬性“Age”、private屬性“IDCard”，派生類“Student”繼承“Person”類，“Student”類可以訪問“Name”和“Age”屬性，但不能訪問“IDCard”屬性。7-3創(chuàng)建TwoDShape類的派生類Circle，要求包括計(jì)算圓形面積的方法area()和使用base關(guān)鍵字初始化TwoDShape部分的構(gòu)造函數(shù)csharpusingSystem;//基類：TwoDShape（二維圖形）classTwoDShape{protecteddoublewidth;//寬度protecteddoubleheight;//高度//基類構(gòu)造函數(shù)publicTwoDShape(doublewidth,doubleheight){this.width=width;this.height=height;Console.WriteLine("TwoDShape構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用");}//顯示二維圖形的尺寸publicvoidShowDimensions(){Console.WriteLine("寬度："+width+"，高度："+height);}}//派生類：Circle（圓形），繼承TwoDShapeclassCircle:TwoDShape{//圓形的半徑（利用基類的width或height作為半徑，此處用width）publicdoubleRadius{get{returnwidth;}}//派生類構(gòu)造函數(shù)，使用base關(guān)鍵字調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)publicCircle(doubleradius):base(radius,radius)//圓形的寬度和高度都為半徑{Console.WriteLine("Circle構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用");}//計(jì)算圓形面積的方法publicdoubleArea(){returnMath.PI*Radius*Radius;//面積公式：πr2}}classProgram{staticvoidMain(){//創(chuàng)建Circle對(duì)象Circlecircle=newCircle(5);//調(diào)用基類的方法顯示尺寸circle.ShowDimensions();//計(jì)算并顯示圓形面積Console.WriteLine("圓形半徑："+circle.Radius);Console.WriteLine("圓形面積："+circle.Area());}}運(yùn)行結(jié)果：plaintextTwoDShape構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用Circle構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用寬度：5，高度：5圓形半徑：5圓形面積：78.539816339744837-4如何防止派生類訪問基類的成員？要防止派生類訪問基類的成員，只需將基類的成員訪問修飾符設(shè)置為private即可。private修飾符表示成員只能在基類內(nèi)部被訪問，基類的派生類（即使是直接派生類）也無法訪問該成員。示例：csharpusingSystem;//基類classBaseClass{//private成員：派生類無法訪問privatestringprivateField="基類私有字段";//public成員：派生類可訪問publicstringPublicField="基類公有字段";//private方法：派生類無法訪問privatevoidPrivateMethod(){Console.WriteLine("基類私有方法："+privateField);}//public方法：派生類可訪問publicvoidPublicMethod(){Console.WriteLine("基類公有方法："+PublicField);PrivateMethod();//基類內(nèi)部可訪問private成員}}//派生類classDerivedClass:BaseClass{publicvoidAccessBaseMembers(){//可以訪問基類的public成員Console.WriteLine("派生類訪問基類公有字段："+PublicField);PublicMethod();//無法訪問基類的private成員（編譯錯(cuò)誤）//Console.WriteLine(privateField);//PrivateMethod();}}classProgram{staticvoidMain(){DerivedClassderived=newDerivedClass();derived.AccessBaseMembers();}}在上述示例中，基類的privateField字段和PrivateMethod方法被設(shè)置為private，派生類DerivedClass無法訪問這些成員；而PublicField字段和PublicMethod方法被設(shè)置為public，派生類可以正常訪問。7-5請(qǐng)簡(jiǎn)述base關(guān)鍵字的作用。base關(guān)鍵字在C#中主要用于從派生類中訪問基類的成員，具有以下兩個(gè)核心作用：調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)：在派生類的構(gòu)造函數(shù)中，使用“base(參數(shù)列表)”的形式可以顯式調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，用于初始化從基類繼承的成員變量。如果派生類構(gòu)造函數(shù)未顯式調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)，編譯器會(huì)自動(dòng)調(diào)用基類的無參構(gòu)造函數(shù)（若基類存在無參構(gòu)造函數(shù)）。通過這種方式，確?；惖某跏蓟壿嬙谂缮惓跏蓟皥?zhí)行，避免基類成員未正確初始化的問題。示例：csharpclassBase{protectedintvalue;publicBase(intvalue){this.value=value;}}classDerived:Base{publicDerived(intvalue):base(value)//調(diào)用基類帶參構(gòu)造函數(shù){}}訪問基類的成員（屬性、方法等）：在派生類中，如果派生類的成員與基類的成員同名（如派生類重寫了基類的方法），使用base關(guān)鍵字可以顯式訪問基類的成員，避免命名沖突導(dǎo)致的歧義。base關(guān)鍵字只能訪問基類的public、protected成員，無法訪問private成員。示例：csharpclassBase{publicvirtualvoidShow(){Console.WriteLine("BaseClass");}}classDerived:Base{publicoverridevoidShow(){base.Show();//調(diào)用基類的Show方法Console.WriteLine("DerivedClass");}}當(dāng)調(diào)用Derived類的Show方法時(shí)，會(huì)先執(zhí)行基類Base的Show方法，再執(zhí)行派生類自身的邏輯。7-6如何防止一個(gè)類被繼承？在C#中，要防止一個(gè)類被繼承，只需在類的聲明前添加sealed關(guān)鍵字即可。sealed（密封）類表示該類不能作為基類，任何嘗試?yán)^承密封類的代碼都會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。示例：csharpusingSystem;//密封類：不能被繼承sealedclassSealedClass{publicvoidShowMessage(){Console.WriteLine("這是一個(gè)密封類，不能被繼承！");}}//嘗試?yán)^承密封類（編譯錯(cuò)誤）//classDerivedClass:SealedClass//{//}classProgram{staticvoidMain(){//可以創(chuàng)建密封類的對(duì)象SealedClasssealedObj=newSealedClass();sealedObj.ShowMessage();}}在上述示例中，SealedClass被聲明為密封類，任何類（如DerivedClass）試圖繼承它時(shí)，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。密封類的主要作用是防止類的繼承層次結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步擴(kuò)展，確保類的行為不會(huì)被派生類修改，常用于一些功能穩(wěn)定、不希望被擴(kuò)展的類（如系統(tǒng)提供的string類就是密封類）。7-7“一個(gè)接口，多種方法”是C#的關(guān)鍵原則。哪個(gè)特性最好地證明了這條原則？“一個(gè)接口，多種方法”這一原則在C#中最典型的體現(xiàn)是多態(tài)性，尤其是通過接口實(shí)現(xiàn)的多態(tài)。接口定義了一組方法簽名（即“一個(gè)接口”），但不提供具體實(shí)現(xiàn)；多個(gè)不同的類可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，并根據(jù)自身需求提供不同的方法實(shí)現(xiàn)（即“多種方法”）。當(dāng)通過接口類型的引用調(diào)用方法時(shí)，程序會(huì)根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型執(zhí)行對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)“一個(gè)接口，多種方法”的效果。示例：csharpusingSystem;//定義一個(gè)接口（一個(gè)接口）interfaceIShape{doubleCalculateArea();//接口方法：計(jì)算面積}//類1實(shí)現(xiàn)接口，提供圓形面積計(jì)算（多種方法之一）classCircle:IShape{privatedoubleradius;publicCircle(doubleradius){this.radius=radius;}//實(shí)現(xiàn)接口方法：圓形面積公式πr2publicdoubleCalculateArea(){returnMath.PI*radius*radius;}}//類2實(shí)現(xiàn)接口，提供矩形面積計(jì)算（多種方法之二）classRectangle:IShape{privatedoublewidth;privatedoubleheight;publicRectangle(doublewidth,doubleheight){this.width=width;this.height=height;}//實(shí)現(xiàn)接口方法：矩形面積公式長(zhǎng)×寬publicdoubleCalculateArea(){returnwidth*height;}}classProgram{staticvoidMain(){//接口類型引用指向不同實(shí)現(xiàn)類的對(duì)象IShapeshape1=newCircle(5);IShapeshape2=newRectangle(4,6);//調(diào)用同一接口方法，執(zhí)行不同實(shí)現(xiàn)（多種方法）Console.WriteLine("圓形面積："+shape1.CalculateArea());Console.WriteLine("矩形面積："+shape2.CalculateArea());}}運(yùn)行結(jié)果：plaintext圓形面積：78.53981633974483矩形面積：24上述示例中，IShape接口定義了“計(jì)算面積”的統(tǒng)一接口，Circle和Rectangle類分別實(shí)現(xiàn)該接口，提供了不同的面積計(jì)算方法。通過接口類型IShape的引用調(diào)用CalculateArea()時(shí)，會(huì)根據(jù)對(duì)象實(shí)際類型執(zhí)行對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，完美體現(xiàn)“一個(gè)接口，多種方法”的原則。7-8簡(jiǎn)述接口的意義，以及在什么情況下要使用接口。一、接口的意義定義統(tǒng)一協(xié)議：接口規(guī)定了類或結(jié)構(gòu)必須實(shí)現(xiàn)的方法、屬性、事件等成員簽名，形成一套統(tǒng)一的“協(xié)議”。無論實(shí)現(xiàn)類的內(nèi)部邏輯如何，只要遵循接口協(xié)議，就能保證對(duì)外提供一致的訪問方式，降低模塊間的耦合度。實(shí)現(xiàn)多態(tài)：多個(gè)不同的類可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，通過接口類型的引用調(diào)用方法時(shí)，會(huì)根據(jù)對(duì)象實(shí)際類型執(zhí)行對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，靈活體現(xiàn)多態(tài)特性，提高代碼的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。解決單一繼承限制：C#不支持類的多重繼承，但一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。通過接口，類可以間接獲得多個(gè)“功能特性”，彌補(bǔ)單一繼承的不足。例如，一個(gè)“學(xué)生”類既可以實(shí)現(xiàn)IStudy接口（學(xué)習(xí)功能），也可以實(shí)現(xiàn)ISports接口（運(yùn)動(dòng)功能）。支持解耦開發(fā)：在團(tuán)隊(duì)協(xié)作或大型項(xiàng)目中，接口可以作為模塊間的“契約”。開發(fā)人員只需關(guān)注接口定義的功能，無需了解實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“面向接口編程”，便于并行開發(fā)和后期維護(hù)（如替換接口的實(shí)現(xiàn)類時(shí)，調(diào)用方代碼無需修改）。二、使用接口的場(chǎng)景需要統(tǒng)一多個(gè)類的對(duì)外接口時(shí)：當(dāng)多個(gè)類（如Circle、Rectangle、Triangle）都需要提供“計(jì)算面積”和“繪制圖形”的功能時(shí)，可定義IShape接口，統(tǒng)一方法簽名，確保調(diào)用方用相同方式訪問不同類的功能。類需要具備多個(gè)獨(dú)立功能特性時(shí)：例如，一個(gè)“智能設(shè)備”類需要同時(shí)具備“聯(lián)網(wǎng)”（IConnect接口）、“播放媒體”（IMediaPlay接口）和“接收指令”（ICommand接口）功能，此時(shí)通過實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口可靈活組合這些特性，避免單一繼承的局限性。模塊間需要解耦時(shí)：在分層架構(gòu)（如UI層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層）中，業(yè)務(wù)邏輯層可定義IDataAccess接口（數(shù)據(jù)訪問接口），數(shù)據(jù)訪問層提供SqlDataAccess（SQL數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)）和MongoDataAccess（MongoDB實(shí)現(xiàn)）。UI層只需依賴IDataAccess接口，無需關(guān)心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)細(xì)節(jié)，后期替換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式時(shí)，UI層代碼無需修改。需要為不相關(guān)的類提供共性功能時(shí)：例如，Person類（人員）和Company類（公司）都需要“獲取唯一標(biāo)識(shí)”的功能，可定義IHasId接口（包含GetId()方法），讓兩個(gè)不相關(guān)的類實(shí)現(xiàn)該接口，統(tǒng)一獲取標(biāo)識(shí)的方式。7-9一個(gè)接口可以由多少個(gè)類實(shí)現(xiàn)？一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多少個(gè)接口？一個(gè)接口可以由無數(shù)個(gè)類實(shí)現(xiàn)：接口僅定義方法、屬性等成員的簽名，不限制實(shí)現(xiàn)類的數(shù)量。只要類遵循接口的協(xié)議（實(shí)現(xiàn)接口的所有成員），任何類都可以實(shí)現(xiàn)該接口。例如，IShape接口（計(jì)算面積）可以被Circle、Rectangle、Triangle、Trapezoid等無數(shù)個(gè)表示圖形的類實(shí)現(xiàn)。一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口：C#支持類實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，以逗號(hào)分隔接口名稱，從而組合多個(gè)接口的功能特性，彌補(bǔ)類“單一繼承”的限制。例如，一個(gè)SmartPhone類可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)IConnect（聯(lián)網(wǎng)）、IMedia（媒體播放）、ICamera（拍照）三個(gè)接口，具備三種獨(dú)立功能。示例：csharpusingSystem;//定義3個(gè)獨(dú)立接口interfaceIConnect{voidConnectNetwork();//聯(lián)網(wǎng)功能}interfaceIMedia{voidPlayMusic();//播放音樂功能}interfaceICamera{voidTakePhoto();//拍照功能}//一個(gè)類實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口classSmartPhone:IConnect,IMedia,ICamera{//實(shí)現(xiàn)IConnect接口publicvoidConnectNetwork(){Console.WriteLine("手機(jī)連接Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)");}//實(shí)現(xiàn)IMedia接口publicvoidPlayMusic(){Console.WriteLine("手機(jī)播放音樂");}//實(shí)現(xiàn)ICamera接口publicvoidTakePhoto(){Console.WriteLine("手機(jī)拍攝照片");}}//另一個(gè)類實(shí)現(xiàn)IConnect接口（一個(gè)接口被多個(gè)類實(shí)現(xiàn)）classLaptop:IConnect{publicvoidConnectNetwork(){Console.WriteLine("筆記本電腦連接以太網(wǎng)");}}classProgram{staticvoidMain(){//一個(gè)類實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口的調(diào)用SmartPhonephone=newSmartPhone();phone.ConnectNetwork();phone.PlayMusic();phone.TakePhoto();//一個(gè)接口被多個(gè)類實(shí)現(xiàn)的調(diào)用IConnectdevice1=newSmartPhone();IConnectdevice2=newLaptop();device1.ConnectNetwork();device2.ConnectNetwork();}}運(yùn)行結(jié)果：plaintext手機(jī)連接Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)手機(jī)播放音樂手機(jī)拍攝照片手機(jī)連接Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)筆記本電腦連接以太網(wǎng)7-10接口能夠被繼承嗎？接口可以被繼承，且支持多繼承（一個(gè)接口可以繼承多個(gè)父接口）。接口繼承的本質(zhì)是擴(kuò)展父接口的功能，子接口會(huì)包含父接口的所有成員簽名，實(shí)現(xiàn)子接口的類需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)子接口和所有父接口的成員。接口繼承的規(guī)則子接口通過“:”后跟父接口名稱繼承，多個(gè)父接口用逗號(hào)分隔。子接口可以新增成員（方法、屬性等），但不能重寫父接口的成員（父接口成員僅定義簽名，無實(shí)現(xiàn)可重寫）。接口繼承具有傳遞性：若接口IC繼承IB，IB繼承IA，則IC間接繼承IA的所有成員，實(shí)現(xiàn)IC的類需同時(shí)實(shí)現(xiàn)IA、IB、IC的成員。示例：csharpusingSystem;//父接口1：基礎(chǔ)圖形接口interfaceIShape{doubleCalculateArea();//計(jì)算面積}//父接口2：可繪制接口interfaceIDrawable{voidDraw();//繪制圖形}//子接口：繼承兩個(gè)父接口，新增成員interfaceIAdvancedShape:IShape,IDrawable{voidResize(doublescale);//新增“縮放圖形”功能}//實(shí)現(xiàn)子接口（需實(shí)現(xiàn)所有父接口和子接口的成員）classCircle:IAdvancedShape{privatedoubleradius;publicCircle(doubleradius){this.radius=radius;}//實(shí)現(xiàn)IShape接口的CalculateAreapublicdoubleCalculateArea(){returnMath.PI*radius*radius;}//實(shí)現(xiàn)IDrawable接口的DrawpublicvoidDraw(){Console.WriteLine($"繪制半徑為{radius}的圓形");}//實(shí)現(xiàn)IAdvancedShape接口的ResizepublicvoidResize(doublescale){radius*=scale;Console.WriteLine($"圓形縮放至半徑{radius}");}}classProgram{staticvoidMain(){IAdvancedShapecircle=newCircle(5);circle.Draw();Console.WriteLine("圓形面積："+circle.CalculateArea());circle.Resize(1.5);Console.WriteLine("縮放后面積："+circle.CalculateArea());}}運(yùn)行結(jié)果：plaintext繪制半徑為5的圓形圓形面積：78.53981633974483圓形縮放至半徑7.5縮放后面積：176.714586764425867-11類必須實(shí)現(xiàn)接口定義的所有成員嗎？是的，類必須實(shí)現(xiàn)接口定義的所有成員（方法、屬性、事件、索引器等），否則類必須聲明為abstract（抽象類），由抽象類的派生類完成未實(shí)現(xiàn)的接口成員。具體規(guī)則非抽象類：必須顯式實(shí)現(xiàn)接口的所有成員，包括成員的簽名、返回值類型和訪問修飾符（接口成員默認(rèn)public，實(shí)現(xiàn)時(shí)也需用public修飾）。若遺漏任何成員，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。抽象類：可以選擇實(shí)現(xiàn)部分接口成員，未實(shí)現(xiàn)的成員需聲明為abstract抽象方法，由抽象類的非抽象派生類最終實(shí)現(xiàn)。示例1：非抽象類實(shí)現(xiàn)接口（必須實(shí)現(xiàn)所有成員）csharpusingSystem;interfaceIUser{stringGetName();//方法1intGetAge();//方法2}//非抽象類：必須實(shí)現(xiàn)IUser的所有成員classStudent:IUser{privatestringname;privateintage;publicStudent(stringname,intage){=name;this.age=age;}//實(shí)現(xiàn)GetNamepublicstringGetName(){returnname;}//實(shí)現(xiàn)GetAge（若遺漏此方法，編譯器報(bào)錯(cuò)）publicintGetAge(){returnage;}}示例2：抽象類實(shí)現(xiàn)接口（可部分實(shí)現(xiàn)）csharpusingSystem;interfaceIUser{stringGetName();intGetAge();}//抽象類：實(shí)現(xiàn)GetName，GetAge聲明為抽象方法abstractclassAbstractUser:IUser{protectedstringname;publicAbstractUser(stringname){=name;}//實(shí)現(xiàn)GetNamepublicstringGetName(){returnname;}//未實(shí)現(xiàn)GetAge，聲明為抽象方法publicabstractintGetAge();}//非抽象派生類：實(shí)現(xiàn)抽象方法GetAgeclassTeacher:AbstractUser{privateintage;publicTeacher(stringname,intage):base(name){this.age=age;}//實(shí)現(xiàn)抽象方法GetAgepublicoverrideintGetAge(){returnage;}}classProgram{staticvoidMain(){IUserteacher=newTeacher("張老師",35);Console.WriteLine("姓名："+teacher.GetName());Console.WriteLine("年齡："+teacher.GetAge());}}運(yùn)行結(jié)果：plaintext姓名：張老師年齡：357-12接口可以聲明構(gòu)造函數(shù)嗎？不可以，接口不能聲明構(gòu)造函數(shù)。原因接口的本質(zhì)是“協(xié)議”：接口僅定義類或結(jié)構(gòu)必須實(shí)現(xiàn)的成員簽名，不包含任何實(shí)例狀態(tài)或初始化邏輯。構(gòu)造函數(shù)的作用是初始化類的實(shí)例（如給成員變量賦值），屬于類的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，不符合接口“只定義協(xié)議、不包含實(shí)現(xiàn)”的定位。接口無法實(shí)例化：構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建類的實(shí)例時(shí)自動(dòng)調(diào)用，但接口本身不能被實(shí)例化（無法用new關(guān)鍵字創(chuàng)建接口對(duì)象），因此聲明構(gòu)造函數(shù)沒有實(shí)際意義。實(shí)現(xiàn)類負(fù)責(zé)初始化：接口的實(shí)現(xiàn)類會(huì)通過自身的構(gòu)造函數(shù)完成實(shí)例初始化，若接口允許聲明構(gòu)造函數(shù)，會(huì)導(dǎo)致初始化邏輯混亂（如多個(gè)實(shí)現(xiàn)類需遵循接口構(gòu)造函數(shù)的約束，違背接口的靈活性）。錯(cuò)誤示例（接口聲明構(gòu)造函數(shù)）：csharp//編譯錯(cuò)誤：接口不能包含構(gòu)造函數(shù)interfaceIShape{//錯(cuò)誤：接口中不允許聲明構(gòu)造函數(shù)IShape(doubleradius);doubleCalculateArea();}正確做法（實(shí)現(xiàn)類聲明構(gòu)造函數(shù)）：csharpusingSystem;interfaceIShape{doubleCalculateArea();}//實(shí)現(xiàn)類聲明構(gòu)造函數(shù)，完成初始化classCircle:IShape{privatedoubleradius;//構(gòu)造函數(shù)：初始化半徑publicCircle(doubleradius){this.radius=radius;}publicdoubleCalculateArea(){returnMath.PI*radius*radius;}}7-13創(chuàng)建一個(gè)接口，隨后編寫幾個(gè)類來實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，并互相調(diào)用。步驟1：定義接口定義IEmployee接口，包含“獲取員工信息”和“計(jì)算月薪”的方法簽名：csharpusingSystem;//定義員工接口interfaceIEmployee{stringGetInfo();//獲取員工基本信息doubleCalculateSalary();//計(jì)算月薪}步驟2：編寫實(shí)現(xiàn)類創(chuàng)建3個(gè)實(shí)現(xiàn)類：FullTimeEmployee（全職員工）、PartTimeEmployee（兼職員工）、Manager（經(jīng)理，繼承全職員工并擴(kuò)展），分別實(shí)現(xiàn)IEmployee接口的方法：csharp//1.全職員工類：實(shí)現(xiàn)IEmployee接口classFullTimeEmployee:IEmployee{protectedstringname;protectedintid;protecteddoublebasicSalary;//基本工資publicFullTimeEmployee(stringname,intid,doublebasicSalary){=name;this.id=id;this.basicSalary=basicSalary;}//實(shí)現(xiàn)GetInfo：返回員工基本信息publicvirtualstringGetInfo(){return$"ID：{id}，姓名：{name}，類型：全職員工";}//實(shí)現(xiàn)CalculateSalary：全職員工月薪=基本工資publicvirtualdoubleCalculateSalary(){returnbasicSalary;}}//2.兼職員工類：實(shí)現(xiàn)IEmployee接口classPartTimeEmployee:IEmployee{privatestringname;privateintid;privatedoublehourlyWage;//時(shí)薪privateintworkHours;//月工作時(shí)長(zhǎng)publicPartTimeEmployee(stringname,intid,doublehourlyWage,intworkHours){=name;this.id=id;this.hourlyWage=hourlyWage;this.workHours=workHours;}//實(shí)現(xiàn)GetInfo：返回兼職員工信息publicstringGetInfo(){return$"ID：{id}，姓名：{name}，類型：兼職員工，時(shí)薪：{hourlyWage}";}//實(shí)現(xiàn)CalculateSalary：兼職員工月薪=時(shí)薪×工作時(shí)長(zhǎng)publicdoubleCalculateSalary(){returnhourlyWage*workHours;}}//3.經(jīng)理類：繼承全職員工，擴(kuò)展獎(jiǎng)金邏輯classManager:FullTimeEmployee{privatedoublebonus;//獎(jiǎng)金publicManager(stringname,intid,doublebasicSalary,doublebonus):base(name,id,basicSalary){this.bonus=bonus;}//重寫GetInfo：添加經(jīng)理標(biāo)識(shí)publicoverridestringGetInfo(){returnbase.GetInfo().Replace("全職員工","經(jīng)理");}//重寫CalculateSalary：經(jīng)理月薪=基本工資+獎(jiǎng)金publicoverridedoubleCalculateSalary(){returnbase.CalculateSalary()+bonus;}}步驟3：互相調(diào)用（統(tǒng)一接口調(diào)用+類間協(xié)作）創(chuàng)建Company類（公司），包含“統(tǒng)計(jì)員工薪資”方法，通過IEmployee接口統(tǒng)一調(diào)用不同員工的方法，實(shí)現(xiàn)類間協(xié)作：csharp//公司類：統(tǒng)一管理員工，實(shí)現(xiàn)類間調(diào)用classCompany{privateList<IEmployee>employees=newList<IEmployee>();//添加員工publicvoidAddEmployee(IEmployeeemployee){employees.Add(employee);Console.WriteLine($"新增員工：{employee.GetInfo()}");}//統(tǒng)計(jì)所有員工月薪總和publicdoubleCalculateTotalSalary(){doubletotal=0;Console.WriteLine("\n===員工薪資明細(xì)===");foreach(varempinemployees){doublesalary=emp.CalculateSalary();Console.WriteLine($"{emp.GetInfo()}，月薪：{salary:C}");total+=salary;}returntotal;}}classProgram{staticvoidMain(){//1.創(chuàng)建公司和員工對(duì)象Companycompany=newCompany();IEmployeeftEmp=newFullTimeEmployee("李雷",101,8000);IEmployeeptEmp=newPartTimeEmployee("韓梅梅",102,50,160);IEmployeemanager=newManager("王總",901,20000,15000);//2.添加員工（類間調(diào)用：Company調(diào)用IEmployee的GetInfo）company.AddEmployee(ftEmp);company.AddEmployee(ptEmp);company.AddEmployee(manager);//3.統(tǒng)計(jì)薪資（類間調(diào)用：Company調(diào)用IEmployee的CalculateSalary）doubletotal=company.CalculateTotalSalary();Console.WriteLine($"===公司月薪資總額：{total:C}===");//4.子類間調(diào)用（Manager調(diào)用父類FullTimeEmployee的方法）Managermgr=(Manager)manager;Console.WriteLine("\n經(jīng)理詳細(xì)信息："+mgr.GetInfo());Console.WriteLine("經(jīng)理基本工資："+(mgr.CalculateSalary()-15000:C));}}運(yùn)行結(jié)果plaintext新增員工：ID：101，姓名：李雷，類型：全職員工新增員工：ID：102，姓名：韓梅梅，類型：兼職員工，時(shí)薪：50新增員工：ID：901，姓名：王總，類型：經(jīng)理===員工薪資明細(xì)===ID：101，姓名：李雷，類型：全職員工，月薪：￥8,000.00ID：102，姓名：韓梅梅，類型：兼職員工，時(shí)薪：50，月薪：￥8,000.00ID：901，姓名：王總，類型：經(jīng)理，月薪：￥35,000.00===公司月薪資總額：￥51,000.00===經(jīng)理詳細(xì)信息：ID：901，姓名：王總，類型：經(jīng)理經(jīng)理基本工資：￥20,000.007-14泛型、泛型集合List<T>、IEnumerable<T>接口及yield語句的特點(diǎn)是什么？一、泛型的特點(diǎn)類型參數(shù)化：泛型允許將數(shù)據(jù)類型作為“參數(shù)”傳遞給類、方法或接口，如List<T>中的T，在使用時(shí)才確定具體類型（如List<int>、List<string>），實(shí)現(xiàn)“一套代碼，多種類型復(fù)用”。類型安全：編譯時(shí)檢查類型兼容性，避免運(yùn)行時(shí)類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。例如，List<int>只能存儲(chǔ)int類型數(shù)據(jù)，無法添加string類型，相比非泛型集合（如ArrayList）更安全。減少裝箱/拆箱：值類型（如int）存儲(chǔ)在泛型集合中時(shí)，無需裝箱為object；讀取時(shí)無需拆箱，提升性能。非泛型集合（如ArrayList）存儲(chǔ)值類型時(shí)會(huì)頻繁裝箱/拆箱，消耗性能。代碼復(fù)用：泛型類/方法可適配多種數(shù)據(jù)類型，無需為每種類型編寫重復(fù)代碼。例如，Swap<T>(refTa,refTb)方法可交換任意類型的兩個(gè)變量。二、泛型集合List<T>的特點(diǎn)強(qiáng)類型集合：繼承自IList<T>接口，僅存儲(chǔ)指定類型T的數(shù)據(jù)，編譯時(shí)保證類型安全，避免非泛型集合（如ArrayList）的類型轉(zhuǎn)換風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：默認(rèn)初始容量為4，當(dāng)元素?cái)?shù)量超過容量時(shí)，自動(dòng)擴(kuò)容為原容量的2倍（通過重新分配數(shù)組實(shí)現(xiàn)），無需手動(dòng)管理容量。豐富的成員方法：提供Add()（添加元素）、Insert()（插入元素）、Remove()（刪除元素）、Sort()（排序）、Find()（查找）、ToArray()（轉(zhuǎn)為數(shù)組）等方法，滿足常見集合操作需求。高效訪問：基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，通過索引（如list[0]）訪問元素，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，查詢效率高；插入/刪除元素（尤其是中間位置）需移動(dòng)數(shù)組元素，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。泛型兼容性：實(shí)現(xiàn)IEnumerable<T>接口，支持foreach遍歷；可與LINQ（語言集成查詢）結(jié)合，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)篩選、排序等操作。三、IEnumerable<T>接口的特點(diǎn)泛型遍歷協(xié)議：定義了“獲取枚舉器”的統(tǒng)一接口，包含GetEnumerator()方法，返回IEnumerator<T>類型的枚舉器，支持對(duì)泛型集合的遍歷。支持foreach遍歷：任何實(shí)現(xiàn)IEnumerable<T>的集合（如List<T>、HashSet<T>）都可使用foreach循環(huán)遍歷，無需手動(dòng)管理索引。延遲執(zhí)行：配合yield語句使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)“按需生成”數(shù)據(jù)，而非一次性加載所有數(shù)據(jù)，減少內(nèi)存占用。例如，生成無限序列（如自然數(shù)序列）時(shí)，僅在遍歷到該元素時(shí)才計(jì)算其值。繼承自IEnumerable：泛型接口IEnumerable<T>繼承自非泛型接口IEnumerable，確保與舊代碼的兼容性，同時(shí)提供泛型類型安全。四、yield語句的特點(diǎn)簡(jiǎn)化迭代器實(shí)現(xiàn)：無需手動(dòng)實(shí)現(xiàn)IEnumerator<T>接口的Current屬性、MoveNext()方法和Dispose()方法，通過yieldreturn和yieldbreak語句自動(dòng)生成迭代器邏輯。延遲執(zhí)行：yieldreturn語句返回一個(gè)元素后，暫停方法執(zhí)行；下次調(diào)用MoveNext()時(shí)，從暫停位置繼續(xù)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)“按需生成”數(shù)據(jù)，節(jié)省內(nèi)存。支持無限序列：可生成無限長(zhǎng)度的序列（如GenerateNaturalNumbers()生成自然數(shù)），因延遲執(zhí)行，不會(huì)一次性加載所有元素到內(nèi)存。配合IEnumerable<T>使用：包含yield語句的方法/屬性（迭代塊）必須返回IEnumerable、IEnumerator、IEnumerable<T>或IEnumerator<T>類型，常用于實(shí)現(xiàn)自定義集合的遍歷邏輯。示例：yield語句實(shí)現(xiàn)延遲遍歷csharpusingSystem;usingSystem.Collections.Generic;classYieldDemo{//生成1~n的偶數(shù)（延遲執(zhí)行）publicstaticIEnumerable<int>GetEvenNumbers(intn){for(inti=1;i<=n;i++){if(i%2==0){yieldreturni;//返回偶數(shù)，暫停執(zhí)行}}yieldbreak;//結(jié)束迭代}staticvoidMain(){//foreach遍歷：僅在訪問時(shí)生成元素foreach(intnuminGetEvenNumbers(10)){Console.Write(num+"");//輸出：246810}}}7-15什么是泛型接口和委托中的協(xié)變和逆變？請(qǐng)舉例說明。一、核心概念協(xié)變（Covariance）：允許將“派生類泛型類型”隱式轉(zhuǎn)換為“基類泛型類型”，用out關(guān)鍵字標(biāo)記泛型參數(shù)（僅用于返回值類型）。例如，IEnumerable<Dog>（狗的集合）可轉(zhuǎn)換為IEnumerable<Animal>（動(dòng)物的集合）。逆變（Contravariance）：允許將“基類泛型類型”隱式轉(zhuǎn)換為“派生類泛型類型”，用in關(guān)鍵字標(biāo)記泛型參數(shù)（僅用于參數(shù)類型）。例如，Action<Animal>（接收動(dòng)物的委托）可轉(zhuǎn)換為Action<Dog>（接收狗的委托）。本質(zhì)：協(xié)變和逆變僅適用于引用類型，通過調(diào)整泛型類型的繼承關(guān)系，增強(qiáng)代碼靈活性，避免顯式類型轉(zhuǎn)換。二、泛型接口中的協(xié)變和逆變1.協(xié)變（out關(guān)鍵字）適用場(chǎng)景：泛型接口的方法僅返回泛型參數(shù)類型（無泛型參數(shù)作為方法參數(shù)）。示例：IEnumerable<T>的協(xié)變csharpusingSystem;usingSystem.Collections.Generic;//基類classAnimal{publicstringName{get;set;}}//派生類classDog:Animal{publicvoidBark(){Console.WriteLine($"{Name}在叫：汪汪！");}}classCovarianceDemo{staticvoidMain(){//1.創(chuàng)建派生類泛型集合List<Dog>dogs=newList<Dog>{newDog{Name="旺財(cái)"},newDog{Name="小白"}};//2.協(xié)變：List<Dog>→IEnumerable<Animal>（隱式轉(zhuǎn)換）//原因：IEnumerable<T>的T標(biāo)記為out，支持協(xié)變IEnumerable<Animal>animals=dogs;//3.遍歷基類接口，實(shí)際訪問派生類對(duì)象foreach(Animalanimalinanimals){//顯式轉(zhuǎn)換為Dog，調(diào)用派生類方法if(animalisDogdog){dog.Bark();}}}}運(yùn)行結(jié)果：plaintext旺財(cái)在叫：汪汪！小白在叫：汪汪！2.逆變（in關(guān)鍵字）適用場(chǎng)景：泛型接口的方法僅接收泛型參數(shù)類型（無泛型參數(shù)作為返回值）。示例：IComparer<T>的逆變csharpusingSystem;usingSystem.Collections.Generic;clas