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把C#中方法重載說(shuō)透

分類(lèi)： C#基礎 2008-09-09 08:01 4201人閱讀評論(28) 收藏舉報

首先我們說(shuō)一下什么是方法重載。在面對對象這樣的高級語(yǔ)言中都允許我們在一個(gè)類(lèi)中定義多個(gè)方法名相同、方法間參數個(gè)數和參數順序不同的方法，對于參數個(gè)數不同或者參數列表不同的情況我們稱(chēng)之為參數列表不同。需要注意的是這里沒(méi)有提到方法的返回值。也就是決定方法是否構成重載有兩個(gè)條件：
(1)在同一個(gè)類(lèi)中；
(2)方法名相同；
(3)參數列表不同。
例如下面的代碼：

    public void Show()//(1) 
        { 
            Console.WriteLine("Nothing"); 
        } 
        public void Show(int number)//(2) 
        { 
            Console.WriteLine(number); 
        } 
        /* 
        public int Show(int number)//(3) 
        { 
            Console.WriteLine(number); 
            return number % 5; 
        } 
        */

對于上面的代碼，(1)沒(méi)有參數，（2）使用了一個(gè)int類(lèi)型的參數，(1)和(2)之間就構成了重載。(2)與(3)相比僅僅返回值不同，雖然重載不關(guān)心返回值的不同，但是在C#中不允許存在方法名和參數列表相同、返回值不同的方法，所以(2)和（3）不能同時(shí)存在于代碼中，(3)如果不注釋掉上面的代碼是沒(méi)有辦法通過(guò)編譯的。

上面我們僅僅討論了重載的一些基本常識，下面我們探討一下一些情況稍微復雜的重載情況。

首先我們看第一個(gè)版本：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
namespace OverrideDemo 
{ 
    /// <summary> 
    /// 說(shuō)明：本實(shí)例用于講述重載的關(guān)系 
    /// 作者：周公 
    /// 日期：2008-09-04 
    /// 首發(fā)地址：http://blog.csdn.net/zhoufoxcn 
    /// </summary> 
    class Program 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            String s = null; 
            Show(s); 
            Object o = "123"; 
            Show(o); 
        } 
        static void Show(string s) 
        { 
            Console.WriteLine("String"); 
        } 
        static void Show(Object o) 
        { 
            Console.WriteLine("Object"); 
        } 
    } 
}

大家猜猜這個(gè)程序的運行結果是什么？
以下是程序運行結果：
String
Object

對以上代碼進(jìn)行分析，我們發(fā)現Show()方法有兩種形式，一種是string類(lèi)型的參數，一種是object類(lèi)型參數，在一個(gè)類(lèi)中存在方法名相同、參數列表不同（參數個(gè)數或者參數類(lèi)型不同）的現象我們稱(chēng)之為overloading，即重載。不過(guò)這里的Show()方法的參數比較特殊，因為string類(lèi)繼承于Object類(lèi)，也就是Show()方法的參數存在一種繼承關(guān)系。從結果我們可以得出兩點(diǎn)結論：
(1)從String s = null;Show(s);最后調用的是static void Show(string s)這個(gè)方法我們可以得出，C#中方法調用是精確匹配的，也就是s是string類(lèi)型，雖然string類(lèi)型繼承自object類(lèi)型，盡管static void Show(Object o)也滿(mǎn)足條件，但是方法聲明中static void Show(string s)這個(gè)聲明與s類(lèi)型的最接近（因為s是string類(lèi)型，與它最接近），所以執行static void Show(string s)，而不執行static void Show(Object o)這個(gè)方法。
(2)從Object o = "123"; Show(o);最后調用的是static void Show(Object o)這個(gè)方法我們可以得出，C#中如果存在方法重載，會(huì )根據其refrence type（引用類(lèi)型）來(lái)調用對象的方法，而不是根據instance type（實(shí)例類(lèi)型）來(lái)調用。盡管”123”是string類(lèi)型，但是它的refrence type是object類(lèi)型的，所以會(huì )調用static void Show(Object o)這個(gè)方法而不是static void Show(string s)。
上面的Main()方法的IL代碼如下:

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// 代碼大小       24 (0x18)
.maxstack 1
.locals init ([0] string s,
           [1] object o)
IL_0000: nop
IL_0001: ldnull
IL_0002: stloc.0
IL_0003: ldloc.0
IL_0004: call       void OverrideDemo.Program::Show(string)
IL_0009: nop
IL_000a: ldstr      "123"
IL_000f: stloc.1
IL_0010: ldloc.1
IL_0011: call       void OverrideDemo.Program::Show(object)
IL_0016: nop
IL_0017: ret
} // end of method Program::Main

從上面的IL代碼我們可以看出對于string s=null;這句代碼在IL中表示為：ldnull。

再根據上面的結論，我們看下面的代碼：

using System; 
public class Program 
{   public static void Main() 
    { 
    Show(null); 
    Show(""); 
    Show(1)； 
    } 
    static void Show(Object o) 
    { 
    Console.WriteLine("Object"); 
    } 
     
    static void Show(String s) 
    { 
    Console.WriteLine("String"); 
    } 
     
}

猜猜上面的代碼執行結果會(huì )是怎樣的？
以下是程序運行結果：
String
String(感謝btbtshu、windman0925提醒此處的筆誤，原來(lái)粘貼錯了，成了Object了，現在已更正）
Object

從上面的運行結果我們可以得出以下結論：
(1)從Show(null)最后調用的是static void Show(String s)方法我們更進(jìn)一步可以說(shuō)在C#中是方法調用盡量精確匹配的。盡管null我們可以理解為一個(gè)空object對象或者一個(gè)空字符串，但是在這里C#還是精確為派生類(lèi)。這就像我們沒(méi)有錢(qián)，可以說(shuō)沒(méi)有一分錢(qián)也可以說(shuō)沒(méi)有500英鎊，但是沒(méi)有一分錢(qián)自然就沒(méi)有500億英鎊，所以我們跟別人說(shuō)沒(méi)有錢(qián)的時(shí)候沒(méi)有必要說(shuō)沒(méi)有500億英鎊一樣。在這里自然null就表示空字符串。所以Show(null)這個(gè)方法會(huì )調用static void Show(String s)這個(gè)方法。
這有點(diǎn)像下面的情況：
一次活動(dòng)大會(huì )上，主持人說(shuō)：“身高不到1.60m的請坐在1到3排，身高不到1.75m的請做到4到6排，其他的請隨便坐?！?br>上面的語(yǔ)句似乎有些邏輯方面的問(wèn)題，應該說(shuō)身高超過(guò)1.60m但是不到1.75m的請坐到4到6排。但是如果你面對著(zhù)一群拿著(zhù)槍的強盜，他說(shuō)上面的話(huà)時(shí)，恰好你也在場(chǎng)并且你的身高是1.55m，你會(huì )坐到哪一排？你總不可能冒著(zhù)挨一槍的危險去糾正他的邏輯錯誤吧？最好的辦法是坐到1到3排。因為無(wú)論怎么說(shuō)你的身高是絕對滿(mǎn)足不到1.60m這個(gè)條件的（盡管你的身高也滿(mǎn)足強盜說(shuō)的第二個(gè)條件，即身高不到1.75米，但是你肯定不會(huì )冒這個(gè)危險，從上下句的意思我們也能推斷出人家的意思就是身高在1.61m到1.74m之間的人坐4到6排）。
在上面的代碼中，你在運行環(huán)境的眼中就是一個(gè)持槍的強盜，雖然null可以理解為null類(lèi)型的string或者null類(lèi)型的object，但是它不能向你問(wèn)清楚這個(gè)到底是null類(lèi)型的string或者null類(lèi)型的object，因為string是Object的派生類(lèi)，所以它按照null類(lèi)型的string來(lái)調用相應的方法了。
(2)從Show("")最后調用static void Show(String s)這個(gè)方法進(jìn)一步證明了方法調用是盡量選擇參數最匹配的那個(gè)執行。因為Show("")相當于：string s = ""; Show(s);s的引用類(lèi)型是string，所以會(huì )調用static void Show(String s)這個(gè)方法。
我們在這里可以假設一下：假如存在一個(gè)類(lèi)A是String類(lèi)的派生類(lèi)（實(shí)際上string類(lèi)是sealed的，也就是不可繼承的，所以我說(shuō)了是假設），并且存在在上面的代碼改變如下：

using System; 
public class Program 
{   public static void Main() 
    { 
    Show(null); 
    Show(""); 
    } 
    static void Show(Object o) 
    { 
    Console.WriteLine("Object"); 
    } 
     
    static void Show(String s) 
    { 
    Console.WriteLine("String"); 
    } 
    static void Show(A a)//假設A是String的派生類(lèi)，當然實(shí)際上String類(lèi)并沒(méi)有派生類(lèi)，這里僅僅是假設 
    { 
    Console.WriteLine("A"); 
    } 
     
}

如果上面的假設成立，上面的代碼運行結果應該如下：
A
String

(3)為什么Show(1)會(huì )調用static void Show(Object o)這個(gè)方法呢？在這個(gè)類(lèi)中與Show(1)最精確的方法重載應該是static void Show(int i)這種方法聲明，但是方法中沒(méi)有，因為int是繼承自ValueType類(lèi)，所以如果沒(méi)有static void Show(int i)這種聲明，那么其次接近的聲明應該是static void Show(ValueType v)這種聲明，可惜方法中依然沒(méi)有，不過(guò)ValueType類(lèi)繼承自Object類(lèi)，所以比static void Show(ValueType v)還次一點(diǎn)的方法重載聲明應該是static void Show(Object o)，而類(lèi)中也確實(shí)存在這種聲明，所以會(huì )調用static void Show(Object o)這個(gè)方法。當然從int到Object這個(gè)過(guò)程中存在一次box，也就是裝箱（裝箱是從值類(lèi)型到引用類(lèi)型的轉換），這個(gè)可以從下面的IL代碼可以看出來(lái)。

以下是第二種情況下Main()方法的IL代碼：
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// 代碼大小       32 (0x20)
.maxstack 8
IL_0000: nop
IL_0001: ldnull
IL_0002: call       void OverrideDemo.Program::Show(string)
IL_0007: nop
IL_0008: ldstr      ""
IL_000d: call       void OverrideDemo.Program::Show(string)
IL_0012: nop
IL_0013: ldc.i4.1
IL_0014: box        [mscorlib]System.Int32
IL_0019: call       void OverrideDemo.Program::Show(object)
IL_001e: nop
IL_001f: ret
} // end of method Program::Main

下面我們對第二種情況的代碼做一些變化，代碼如下：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
namespace OverrideDemo 
{ 
    /// <summary> 
    /// 說(shuō)明：本實(shí)例用于講述重載的關(guān)系 
    /// 作者：周公 
    /// 日期：2008-09-04 
    /// 首發(fā)地址：http://blog.csdn.net/zhoufoxcn 
    /// </summary> 
    class Program 
    { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            Show(null); 
            Show("");  
            Show(1); 
        } 
        static void Show(string s) 
        { 
            Console.WriteLine("String"); 
        } 
        static void Show(Object o) 
        { 
            Console.WriteLine("Object"); 
        } 
        static void Show(Program p)//Program是當前方法所在的類(lèi) 
        { 
            Console.WriteLine("Program"); 
        } 
    } 
}

上面的代碼的運行結果是什么，你能猜出來(lái)嗎？
哈哈，上面的程序代碼是沒(méi)有運行結果的，因為它沒(méi)有辦法編譯！編譯情況如下：

為什么不能通過(guò)編譯呢？
原因就出在Show(null)這個(gè)方法這里！如果僅僅有static void Show(string s)和static void Show(Object o)方法構成重載關(guān)系，那么null我們既可以理解為空string引用也可以理解為空Object引用，因為string類(lèi)型的限制更精確一些，所以C#會(huì )按照最精確地匹配成string類(lèi)型，因而會(huì )執行static void Show(string s)這個(gè)方法。這是在前面的代碼中已經(jīng)被證明的?？墒乾F在多了一個(gè)static void Show(Program p)方法的重載，null既可以理解成空string類(lèi)型引用，也可以理解成空Program類(lèi)型引用，因為string類(lèi)和Program類(lèi)都是Object類(lèi)的派生類(lèi)，所以按照前面的推論自然不會(huì )當成空Object類(lèi)型的引用。因為String類(lèi)和Program類(lèi)之間不存在繼承關(guān)系，按照最精確匹配原則，編譯器無(wú)法決定匹配成String類(lèi)還是Program類(lèi)最精確，所以編譯無(wú)法通過(guò)。

附注：最近嘗試將一些比較基礎的理論的知識用比較淺顯的話(huà)語(yǔ)表達出來(lái)，主要是為了方便初學(xué)者理解和學(xué)習，也許某些詞語(yǔ)用得不夠professional，，但是如果詞語(yǔ)太professional了怕初學(xué)者理解起來(lái)有困難，敬請各位大俠諒解，因為本文不是為你們寫(xiě)的。同時(shí)也歡迎各位與我交流經(jīng)驗和心得。最近垃圾郵件太多，所以不便在這里公開(kāi)我的email，如果各位有興趣與我交流，請加我為csdn好友，這樣就能看見(jiàn)我的QQ和email了.

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