Абстрактний Клас у C#. Місця застосування

[ Полезный рекламный блок ]

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

Абстрактний клас у C# – це клас, який не може бути створений безпосередньо, а служить як базовий клас для інших класів.

Table of Contents

Абстрактні класи використовуються для визначення загальної структури та функціональності, яку спадкоємці будуть реалізовувати у своїх конкретних реалізаціях. Вони надають абстрактні методи та/або властивості, які мають бути реалізовані в похідних класах.

Основні характеристики абстрактних класів у C#

Не можна створити екземпляр абстрактного класу. Він існує тільки для того, щоб слугувати базою для інших класів.
Абстрактні класи можуть містити як абстрактні, так і звичайні методи та властивості.
Абстрактні методи оголошуються з використанням ключового слова abstract і не мають тіла (реалізації) в абстрактному класі. Вони надають сигнатуру методу, яку спадкоємці мають реалізувати.
Клас, який успадковує абстрактний клас, зобов’язаний надати реалізацію для всіх абстрактних методів і властивостей базового класу, інакше цей клас також має бути оголошений абстрактним.
Абстрактні класи можуть містити звичайні методи та властивості з реалізацією. Ці члени можуть бути успадковані та використані спадкоємцями без змін.
Іноді абстрактні класи можуть також містити поля і конструктори.

Відмінності від інтерфейсів

Інтерфейс реалізується, абстрактний клас успадковується, тобто наш клас може успадковувати один абстрактний, або реалізувати скільки завгодно інтерфейсів.
Інтерфейс не допускає реалізацію методів (до C# 9), тільки створення їхнього прототипу, тоді як абстрактний клас допускає реалізацію методу, якщо він не позначений модифікатором abstract.
Інтерфейс не може мати конструкторів. Абстрактний клас може мати конструктори.
Інтерфейс не може мати полів, а абстрактний клас може.
Похідний клас може успадковувати тільки один абстрактний базовий клас. У разі використання інтерфейсів похідний клас може успадковувати будь-яку кількість інтерфейсів. Таким чином, інтерфейс – це альтернатива абстрактного класу, за допомогою якої можна здійснити множинне успадкування.
Абстрактний клас може успадковуватися від безлічі інтерфейсів, але тільки від одного класу. Інтерфейс від класу успадковуватися не може.
Абстрактні класи застосовуються коли необхідно встановити якусь поведінку для всієї ієрархії за замовчуванням. А інтерфейс застосовується коли потрібно розширити поведінку класу.
Структури можуть реалізовувати інтерфейси, але успадковуватися від класу в них можливості немає.

Приклад абстрактного класу та його спадкоємців

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;

}

У цьому прикладі клас Shape – це абстрактний клас, який визначає абстрактний метод CalculateArea(). Класи Circle і Rectangle успадковують цей абстрактний клас і надають свої реалізації методу CalculateArea().

Місця застосування абстрактного класу

Абстрактні класи в C# широко застосовуються для організації ієрархії класів і створення загальної структури для групи пов’язаних класів.

1 Абстрактні класи можуть слугувати базовими класами для створення загального функціоналу, який буде успадкований іншими конкретними класами. Наприклад, можна створити абстрактний клас Vehicle, який визначає загальні властивості та методи для різних видів транспортних засобів, таких як автомобілі, мотоцикли тощо.

2 Абстрактні класи дають змогу визначити загальну структуру для виконання набору кроків, залишаючи деякі з них абстрактними. Конкретні підкласи реалізують ці абстрактні кроки. Це дає змогу забезпечити єдиний підхід до виконання певних завдань у різних контекстах.

3 Абстрактні класи можуть бути використані для визначення інтерфейсів, які плагіни або модулі повинні реалізувати. Це дає змогу створювати системи, що розширюються, де новий функціонал може бути доданий без зміни основної структури.

4. Якщо у вас є набір класів, які повинні мати певні методи або властивості, але їхня реалізація може суттєво відрізнятися, абстрактні класи можуть допомогти зробити цей обов’язковий функціонал чітко визначеним.

5. Абстрактні класи використовуються для визначення базового функціоналу в бібліотеках і фреймворках, які можна далі успадковувати та розширювати в додатках розробниками.

6. Абстрактні класи можуть надавати узагальнені методи або алгоритми, які можуть бути застосовані до різних типів даних.

Загалом, абстрактні класи дають змогу створювати гнучкішу, зручнішу та легше розширювану структуру класів, що зрештою сприяє підвищенню перевикористовуваності коду та полегшенню його супроводу.

Управління банківськими рахунками з абстрактним класом

Розглянемо складніший приклад, де використовується абстрактний клас для створення простої системи управління банківськими рахунками. У цій системі будуть різні види рахунків (наприклад, ощадний рахунок і поточний рахунок), кожен з яких матиме свої унікальні правила нарахування відсотків і списання коштів. Абстрактний клас надаватиме загальні властивості та методи, а його похідні класи реалізовуватимуть специфічну поведінку.

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);

}

У цьому прикладі абстрактний клас BankAccount визначає загальні методи і властивості для всіх видів банківських рахунків. Класи SavingsAccount і CheckingAccount успадковують абстрактний клас і реалізують свої специфічні правила для списання коштів і нарахування відсотків. Клас Program демонструє використання цих класів, створюючи екземпляри та виконуючи операції з ними.

Зверніть увагу, як абстрактний клас забезпечує загальну структуру та інтерфейс для похідних класів, дозволяючи їм реалізувати унікальну поведінку відповідно до конкретних вимог.

Я сподіваюся, що вам сподобалося читати цю статтю, і вона виявилася легкою для розуміння. Будь ласка, дайте мені знати, якщо у вас є якісь коментарі або виправлення.

Так само вам може бути цікава попередня стаття – Використання ChatGPT у C#.

Ви хочете навчитися писати код мовою програмування C#?

Створювати різні інформаційні системи, що складаються з сайтів, мобільних клієнтів, десктопних додатків, телеграм-ботів тощо.

Переходьте до нас на сторінку Dijix і ознайомтеся з умовами навчання, ми спеціалізуємося тільки на індивідуальних заняттях, як для початківців, так і для просунутих програмістів. Ви можете взяти як одне заняття для опрацювання питання, що вас цікавить, так і кілька, для більш щільної роботи. Завдяки особистому кабінету, кожен студент підвищить якість свого навчання, у вашому розпорядженні: