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[你必須知道的.NET]第十五回：繼承本質論

編輯：關於.NET

本文介紹內容

什麼是繼承？
繼承的實現本質

1. 引言

關於繼承，你是否駕輕就熟、了如指掌？本文不討論基本概念，回歸本質，從編譯器運行角度揭示 .NET 繼承的運行本源，發現子類別物件如何實現對父類別成員與方法的繼承，以最簡陋示例揭示繼承實質，闡述繼承機制如何被執行——對更好理解繼承，必要且必然。

2. 分析

以簡單動物繼承體系為例：

public abstract class Animal {
    public abstract void ShowType();
    public void Eat() { Console.WriteLine("Animal always eat."); }
}
public class Bird : Animal {
    private string type = "Bird";
    public override void ShowType() { Console.WriteLine("Type is {0}", type); }
    private string color;
    public string Color { get { return color; } set { color = value; } }
}
public class Chicken : Bird {
    private string type = "Chicken";
    public override void ShowType() { Console.WriteLine("Type is {0}", type); }
    public void ShowColor() { Console.WriteLine("Color is {0}", Color); }
}

測試類別建立 Bird、Chicken 物件（Animal 為抽象類別）。

編譯器角度分析物件建立過程

繼承本質體現於物件建立過程。以 Chicken 物件建立為例：

欄位配置：物件建立時，先找父類別 Bird 為其欄位配置儲存空間，Bird 再找 Animal，遞歸至 System.Object 結束。欄位儲存順序由上到下，父類別在前、子類別在後。原因：若父子類別出現同名欄位，編譯器自動視為兩個不同欄位加以區別。
方法表建立：方法表在類別首次載入 CLR 時完成，物件建立時僅將 TypeHandle 指向 Loader Heap 上的方法表位址。建立過程：Chicken 先拷貝 Bird 所有方法，再與自身方法比對，覆寫虛方法以子類別方法覆蓋同名父類別方法，新增子類別方法。逐層遞歸至 Object。方法表排序亦父類別在前、子類別在後。

物件記憶體配置圖解

核心問題清晰答案

繼承可傳遞，子類別擴展父類別，必須繼承父類別方法，可新增方法。
子類別可調用父類別方法/欄位，父類別不可調用子類別成員。
虛方法如何實現覆寫，使父類別指標指向子類別物件成員。
new 關鍵字在虛方法繼承中的阻斷作用。

3. 思考

Bird bird2 = new Chicken(); 情況下，bird2.ShowType() 回傳什麼？bird2.type 是什麼？兩大原則解決：

關注物件原則

調用子類別還是父類別方法，取決於建立的物件是子類別還是父類別物件，而非引用型別。Bird bird2 = new Chicken() 關注建立物件為 Chicken 型別，因此子類別繼承父類別欄位/方法或覆寫虛方法，不關注 bird2 引用型別。引用型別差異決定不同物件在方法表中不同存取權限（透過 offset 標識區分存取位址區域）。

執行就近原則

同名欄位/方法，編譯器按順序查找引用——首先存取離建立最近的欄位/方法。bird2 為 Bird 型別，優先存取 Bird.type（若 public 則回傳 "Bird"）。這也是物件建立時欄位必須按順序排列、父類別先編譯的原因。

思考題

bird2.type 為 "Bird"，那 bird2.ShowType() 顯示什麼？答案："Type is Chicken"。依本文分析思考原因。
new 關鍵字阻斷虛方法動態調用：子類別方法標記 new 即隱藏基類別實現，實為建立同名另一方法，在動態方法表不同位址位置，父類別方法在前、子類別在後。