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C# 多型核心機制：虛方法、覆寫與動態繫結完整指南

編輯：關於C#

多型本質：一介面、多實作、動態分派

多型讓用戶端程式碼依賴抽象介面 (基類/介面)，執行時根據物件實際型別自動選擇正確實作。C# 透過 虛方法 + 覆寫 實現執行時多型 (Subtype Polymorphism)。

三大支柱

經典範例：交通工具鳴笛


public class Vehicle
{
    public virtual void Honk() => Console.WriteLine("Vehicle honk!");
}

public class Car : Vehicle
{
    public override void Honk() => Console.WriteLine("Beep beep!");
}

public class Truck : Vehicle
{
    public override void Honk() => Console.WriteLine("Hooooonk!");
}

public class Test
{
    public static void Main()
    {
        Vehicle v = new Vehicle(); v.Honk(); // Vehicle honk!
        v = new Car();       v.Honk(); // Beep beep!
        v = new Truck();     v.Honk(); // Hooooonk!
    }
}

動態繫結原理

編譯期：根據宣告型別 (Vehicle) 檢查方法是否存在
執行期：根據實際型別 (Car/Truck) 透過虛方法表 (v-table) 跳轉到正確實作
這就是「動態多型」：同一行程式碼 v.Honk()，執行時行為不同

覆寫規則詳解

關鍵字	角色	位置
`virtual`	基類宣告可被覆寫的方法	基類
`override`	衍生類別提供新實作	衍生類別
`base`	呼叫基類實作 (可選)	衍生類別覆寫方法內部

虛方法 vs. 抽象方法 vs. 介面方法

規則	正確範例	錯誤範例
簽章必須完全一致	`override void Foo(int x)`	`override void Foo(string x)`
存取層級不可縮小	基類 `protected` → 衍生 `public`	基類 `public` → 衍生 `private`
不可移除 virtual/abstract	`override void Foo()`	`new void Foo()` (隱藏非多型)
不可加上 static/private		`static override void Foo()`
可呼叫 base.Method()	`base.Honk();`

進階：密封覆寫


public class Base { public virtual void Foo() { } }
public class Middle : Base { public sealed override void Foo() { } } // 封鎖進一步覆寫
public class Derived : Middle { public override void Foo() { } } // CS0239: 無法覆寫 sealed 方法