C# 多型與 new 關鍵字深度剖析：虛擬方法、隱藏、介面重新實作

多型核心機制

基類以 virtual 宣告方法，衍生類以 override 重寫，透過基類參考指向衍生類物件時，CLR 依實際物件型別動態分派方法：

class Base { public virtual void Print() => Console.WriteLine("Base"); }
class Derived : Base { public override void Print() => Console.WriteLine("Derived"); }

Base b = new Derived();
b.Print(); // 輸出: Derived (動態繫結)

new 關鍵字：隱藏而非覆寫

new 宣告新成員隱藏基類同名成員，不參與虛擬分派：

class Base { public virtual void Print() => Console.WriteLine("Base"); }
class DerivedNew : Base { public new void Print() => Console.WriteLine("DerivedNew"); }

Base b = new DerivedNew();
b.Print(); // 輸出: Base (靜態繫結至 Base.Print)
DerivedNew d = new DerivedNew();
d.Print(); // 輸出: DerivedNew (靜態繫結至 DerivedNew.Print)

關鍵差異對照

介面重新實作 介面重新實作：new 的進階用法

若衍生類同時實作介面，可用 new + 介面宣告「切斷」與基類虛擬方法的連結，並重新綁定至介面：

interface IFace { void Print(); }
class Base : IFace { public virtual void Print() => Console.WriteLine("Base"); }
class Derived : Base, IFace
{
    public new void Print() => Console.WriteLine("Derived via IFace");
}

IFace f = new Derived();
f.Print(); // 輸出: Derived via IFace (介面呼叫解析至 Derived.Print)
Base b = new Derived();
b.Print(); // 輸出: Base (基類呼叫解析至 Base.Print)

原理：new 切斷與 Base.Print 的虛擬槽位關聯；class Derived : IFace 讓編譯器將 Derived.Print 視為 IFace.Print 的隱式實作，佔用新的虛擬槽位。

設計抉擇：誰錯了？

• 若基類 virtual 是合理的 (期望多型)，衍生類用 new 破壞契約 → 衍生類設計錯誤，應改用 override 或更換方法名。
• 若基類 virtual 不合理 (非所有衍生類皆適用)，基類應改為 abstract 強制衍生類實作，或移除 virtual。
• 實務建議：基類核心行為用 abstract，預設實作下移至具體衍生類，避免 new 產生困惑。

Stream 案例啟示

Stream.Seek 為 abstract，但 NetworkStream 不支援定位。設計採用 CanSeek 屬性讓呼叫端執行期檢查，而非編譯期強制。這比拋出 NotSupportedException 更優雅，也避免了「不支援的作業」違反里氏替換原則。

最佳實踐總結

1. 預設使用 virtual/override 實現多型。
2. 僅在必須隱藏基類非虛擬成員、或介面重新實作時使用 new。
3. 使用 new 時務必加上 // 隱藏基類成員: 說明原因 註解。
4. 考慮將基類方法設為 abstract 強制衍生類正確實作，杜絕 new 濫用。
5. 介面重新實作是進階技巧，僅用於修正非預期多型行為的邊界情況。