Абстрактный Класс в C#. Места применения

[ Полезный рекламный блок ]

Попробуйте свои силы в игре, где ваши навыки программирования на C# станут решающим фактором. Переходите по ссылке 🔰.

Абстрактный класс в C# — это класс, который не может быть создан напрямую, а служит в качестве базового класса для других классов.

Содержание

Абстрактные классы используются для определения общей структуры и функциональности, которую наследники будут реализовывать в своих конкретных реализациях. Они предоставляют абстрактные методы и/или свойства, которые должны быть реализованы в производных классах.

Основные характеристики абстрактных классов в C#

Нельзя создать экземпляр абстрактного класса. Он существует только для того, чтобы служить базой для других классов.
Абстрактные классы могут содержать как абстрактные, так и обычные методы и свойства.
Абстрактные методы объявляются с использованием ключевого слова abstract и не имеют тела (реализации) в абстрактном классе. Они предоставляют сигнатуру метода, которую наследники должны реализовать.
Класс, который наследует абстрактный класс, обязан предоставить реализацию для всех абстрактных методов и свойств базового класса, иначе этот класс также должен быть объявлен абстрактным.
Абстрактные классы могут содержать обычные методы и свойства с реализацией. Эти члены могут быть унаследованы и использованы наследниками без изменений.
Иногда абстрактные классы могут также содержать поля и конструкторы.

Отличия от интерфейсов

Интерфейс реализуется, абстрактный класс наследуется, т.е наш класс может наследовать один абстрактный, либо реализовать сколько угодно интерфейсов.
Интерфейс не допускает реализацию методов (до C# 9), только создание их прототипа, в то время как абстрактный класс допускает реализацию метода, если он не помечен модификатором abstract.
Интерфейс не может иметь конструкторов. Абстрактный класс может иметь конструкторы.
Интерфейс не может иметь полей, а абстрактный класс может.
Производный класс может наследовать только один абстрактный базовый класс. В случае использования интерфейсов производный класс может наследовать любое количество интерфейсов. Таким образом, интерфейс – это альтернатива абстрактного класса, с помощью которой можно осуществить множественное наследование.
Абстрактный класс может наследоваться от множества интерфейсов, но только от одного класса. Интерфейс от класса наследоваться не может.
Абстрактные классы применяются когда необходимо установить какое-то поведение для всей иерархии по умолчанию. А интерфейс применяется когда нужно расширить поведение класса.
Структуры могут реализовывать интерфейсы, но наследоваться от класса у них возможности нет.

Пример абстрактного класса и его наследников

abstract class Shape
{
    public abstract double CalculateArea(); // Абстрактный метод без реализации
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine("This is a shape.");
    }
}

class Circle : Shape
{
    private double radius;

    public Circle(double r)
    {
        radius = r;
    }

    public override double CalculateArea()
    {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

class Rectangle : Shape
{
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double w, double h)
    {
        width = w;
        height = h;
    }

    public override double CalculateArea()
    {
        return width * height;
    }
}

abstract class Shape

{

public abstract double CalculateArea(); // Абстрактный метод без реализации

public void Display()

{

Console.WriteLine("This is a shape.");

}

class Circle : Shape

{

private double radius;

public Circle(double r)

{

radius = r;

}

public override double CalculateArea()

{

return Math.PI * radius * radius;

}

class Rectangle : Shape

{

private double width;

private double height;

public Rectangle(double w, double h)

{

width = w;

height = h;

}

public override double CalculateArea()

{

return width * height;

}

В данном примере класс Shape — это абстрактный класс, который определяет абстрактный метод CalculateArea(). Классы Circle и Rectangle наследуют этот абстрактный класс и предоставляют свои реализации метода CalculateArea().

Места применения абстрактного класса

Абстрактные классы в C# широко применяются для организации иерархии классов и создания общей структуры для группы связанных классов.

1. Абстрактные классы могут служить в качестве базовых классов для создания общего функционала, который будет унаследован другими конкретными классами. Например, можно создать абстрактный класс Vehicle, который определяет общие свойства и методы для различных видов транспортных средств, таких как автомобили, мотоциклы и т.д.

2. Абстрактные классы позволяют определить общую структуру для выполнения набора шагов, оставляя некоторые из них абстрактными. Конкретные подклассы реализуют эти абстрактные шаги. Это позволяет обеспечить единый подход к выполнению определенных задач в различных контекстах.

3. Абстрактные классы могут быть использованы для определения интерфейсов, которые плагины или модули должны реализовать. Это позволяет создавать расширяемые системы, где новый функционал может быть добавлен без изменения основной структуры.

4. Если у вас есть набор классов, которые должны иметь определенные методы или свойства, но их реализация может существенно различаться, абстрактные классы могут помочь сделать этот обязательный функционал четко определенным.

5. Абстрактные классы используются для определения базового функционала в библиотеках и фреймворках, которые могут быть дальше наследованы и расширены в приложениях разработчиками.

6. Абстрактные классы могут предоставлять обобщенные методы или алгоритмы, которые могут быть применены к разным типам данных.

В целом, абстрактные классы позволяют создавать более гибкую, удобную и легко расширяемую структуру классов, что в конечном итоге способствует повышению переиспользуемости кода и облегчению его сопровождения.

Управления банковскими счетами с абстрактным классом

Рассмотрим более сложный пример, где используется абстрактный класс для создания простой системы управления банковскими счетами. В этой системе будут различные виды счетов (например, сберегательный счет и текущий счет), каждый из которых будет иметь свои уникальные правила начисления процентов и списания средств. Абстрактный класс будет предоставлять общие свойства и методы, а его производные классы будут реализовывать специфическое поведение.

abstract class BankAccount
{
    public string AccountNumber { get; }
    public double Balance { get; protected set; }

    public BankAccount(string accountNumber, double initialBalance)
    {
        AccountNumber = accountNumber;
        Balance = initialBalance;
    }

    public void Deposit(double amount)
    {
        if (amount > 0)
        {
            Balance += amount;
            Console.WriteLine($"Deposited {amount:C}. New balance: {Balance:C}");
        }
    }

    public abstract void Withdraw(double amount);

    public virtual void CalculateInterest()
    {
        Console.WriteLine("Calculating interest based on default rules...");
    }
}

class SavingsAccount : BankAccount
{
    public SavingsAccount(string accountNumber, double initialBalance)
        : base(accountNumber, initialBalance)
    {
    }

    public override void Withdraw(double amount)
    {
        if (amount > 0 && Balance - amount >= 0)
        {
            Balance -= amount;
            Console.WriteLine($"Withdrew {amount:C}. New balance: {Balance:C}");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Insufficient funds for withdrawal.");
        }
    }

    public override void CalculateInterest()
    {
        Console.WriteLine("Calculating interest for savings account...");
        double interest = Balance * 0.03; // 3% interest
        Balance += interest;
        Console.WriteLine($"Interest added: {interest:C}. New balance: {Balance:C}");
    }
}

class CheckingAccount : BankAccount
{
    public CheckingAccount(string accountNumber, double initialBalance)
        : base(accountNumber, initialBalance)
    {
    }

    public override void Withdraw(double amount)
    {
        if (amount > 0 && Balance - amount >= -100)
        {
            Balance -= amount;
            Console.WriteLine($"Withdrew {amount:C}. New balance: {Balance:C}");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Insufficient funds for withdrawal.");
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        SavingsAccount savingsAccount = new SavingsAccount("SA123", 1000);
        CheckingAccount checkingAccount = new CheckingAccount("CA456", 500);

        savingsAccount.Deposit(200);
        savingsAccount.Withdraw(100);
        savingsAccount.CalculateInterest();

        checkingAccount.Withdraw(300);
        checkingAccount.Withdraw(400);
        checkingAccount.Deposit(200);
    }
}

abstract class BankAccount

{

public string AccountNumber { get; }

public double Balance { get; protected set; }

public BankAccount(string accountNumber, double initialBalance)

{

AccountNumber = accountNumber;

Balance = initialBalance;

}

public void Deposit(double amount)

{

if (amount > 0)

{

Balance += amount;

Console.WriteLine($"Deposited {amount:C}. New balance: {Balance:C}");

}

public abstract void Withdraw(double amount);

public virtual void CalculateInterest()

{

Console.WriteLine("Calculating interest based on default rules...");

}

class SavingsAccount : BankAccount

{

public SavingsAccount(string accountNumber, double initialBalance)

: base(accountNumber, initialBalance)

{

}

public override void Withdraw(double amount)

{

if (amount > 0 && Balance - amount >= 0)

{

Balance -= amount;

Console.WriteLine($"Withdrew {amount:C}. New balance: {Balance:C}");

}

else

{

Console.WriteLine("Insufficient funds for withdrawal.");

}

public override void CalculateInterest()

{

Console.WriteLine("Calculating interest for savings account...");

double interest = Balance * 0.03; // 3% interest

Balance += interest;

Console.WriteLine($"Interest added: {interest:C}. New balance: {Balance:C}");

}

class CheckingAccount : BankAccount

{

public CheckingAccount(string accountNumber, double initialBalance)

: base(accountNumber, initialBalance)

{

}

public override void Withdraw(double amount)

{

if (amount > 0 && Balance - amount >= -100)

{

Balance -= amount;

Console.WriteLine($"Withdrew {amount:C}. New balance: {Balance:C}");

}

else

{

Console.WriteLine("Insufficient funds for withdrawal.");

}

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

SavingsAccount savingsAccount = new SavingsAccount("SA123", 1000);

CheckingAccount checkingAccount = new CheckingAccount("CA456", 500);

savingsAccount.Deposit(200);

savingsAccount.Withdraw(100);

savingsAccount.CalculateInterest();

checkingAccount.Withdraw(300);

checkingAccount.Withdraw(400);

checkingAccount.Deposit(200);

}

В этом примере абстрактный класс BankAccount определяет общие методы и свойства для всех видов банковских счетов. Классы SavingsAccount и CheckingAccount наследуют абстрактный класс и реализуют свои специфические правила для списания средств и начисления процентов. Класс Program демонстрирует использование этих классов, создавая экземпляры и выполняя операции с ними.

Обратите внимание, как абстрактный класс обеспечивает общую структуру и интерфейс для производных классов, позволяя им реализовать уникальное поведение в соответствии с конкретными требованиями.

Я надеюсь, что вам понравилось читать эту статью, и она оказалась легкой для понимания. Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас есть какие-либо комментарии или исправления.

Так же вам может быть интересна предыдущая статья — Использование ChatGPT в C#.

Вы хотите научится писать код на языке программирования C#?

Создавать различные информационные системы, состоящие из сайтов, мобильных клиентов, десктопных приложений, телеграмм-ботов и т.д.

Переходите к нам на страницу Dijix и ознакомьтесь с условиями обучения, мы специализируемся только на индивидуальных занятиях, как для начинающих, так и для более продвинутых программистов. Вы можете взять как одно занятие для проработки интересующего Вас вопроса, так и несколько, для более плотной работы. Благодаря личному кабинету, каждый студент повысит качество своего обучения, в вашем распоряжении: