C# 多態與 new 關鍵字深度解析：隱藏、覆寫與介面重新實作

多態基礎：virtual / override

class Base
{
    public virtual void PrintStatus() 
        => Console.WriteLine("Base.PrintStatus");
}

class Derived1 : Base
{
    public override void PrintStatus() 
        => Console.WriteLine("Derived1.PrintStatus");
}

統一處理：

void DisplayStatus(Base[] items)
{
    foreach (var b in items) b.PrintStatus(); // 動態綁定
}

new 關鍵字：隱藏而非覆寫

class Derived2 : Base
{
    public new void PrintStatus() 
        => Console.WriteLine("Derived2.PrintStatus (new 隱藏)");
}

行為差異示範

Base[] items = { new Base(), new Derived1(), new Derived2() };
DisplayStatus(items);

// 輸出：
// Base.PrintStatus
// Derived1.PrintStatus
// Base.PrintStatus  ← Derived2 以 Base 型別調用時，調用的是 Base 版本！

new 只是隱藏基類成員，不參與虛擬調度。可通過型別轉換「解封」：

Base d2 = new Derived2();
d2.PrintStatus(); // 輸出 Base.PrintStatus

// Derived2 內部可用 base 訪問被隱藏成員
base.PrintStatus();

靜態成員隱藏

class Base { public static void S() => Console.WriteLine("Base.S"); }
class Derived : Base { public new static void S() => Console.WriteLine("Derived.S"); }

// 必須透過類別名稱調用
Base.S();      // Base.S
Derived.S();   // Derived.S

介面重新實作：new 的進階用法

interface IFace { void PrintStatus(); }

class Base : IFace
{
    public virtual void PrintStatus() => Console.WriteLine("Base");
}

class Derived2 : Base, IFace
{
    public new void PrintStatus() => Console.WriteLine("Derived2 (new + 介面重新實作)");
}

透過介面調用時，new 方法參與動態綁定：

IFace[] fs = { new Base(), new Derived1(), new Derived2() };
foreach (var f in fs) f.PrintStatus();

// 輸出：
// Base
// Derived1
// Derived2 (new + 介面重新實作)  ← 介面綁定生效！

原理：new 切斷與 Base.PrintStatus 的虛擬槽關聯，但 Derived2 重新宣告實作 IFace，編譯器將其視為介面槽的新實作。

設計原則：誰的問題？

• 若 Base 宣告 virtual 期望多態，Derived2 用 new 違背契約 → Derived2 應改名或用 override
• 若 Derived2 確實不想參與多態 → Base 應考慮移除 virtual 或改為 abstract 強制衍生類實作

改良：抽象基類強制契約

abstract class Base { public abstract void PrintStatus(); }

class Derived3 : Base 
{ 
    public override void PrintStatus() => Console.WriteLine("Derived3 (原 Base 實作下移)"); 
}

// 此時 Derived2 若仍用 new PrintStatus() → 編譯錯誤，強制修正

真實世界案例：Stream.CanSeek

Stream.Seek 為 abstract，但 NetworkStream 不支援定位，調用拋 NotSupportedException。設計模式：

• 提供 CanSeek、CanRead、CanWrite 屬性讓調用者預檢
• 調用者責任：if (stream.CanSeek) stream.Seek(...); else 降級處理

總結

核心心法：virtual = 契約承諾，override = 履行契約，new = 拒絕契約 (或另闢蹊徑)。設計時優先用 abstract 強制語義清晰，謹慎使用 new 並配合介面重新實作解耦。