Виртуальные методы и свойства

При наследовании нередко возникает необходимость изменить в классе-наследнике функционал метода, который был унаследован от базового класса. В этом случае класс-наследник может переопределять методы и свойства базового класса.

Те методы и свойства, которые мы хотим сделать доступными для переопределения, в базовом классе помечается модификатором virtual. Такие методы и свойства называют виртуальными.

А чтобы переопределить метод в классе-наследнике, этот метод определяется с модификатором override. Переопределенный метод в классе-наследнике должен иметь тот же набор параметров, что и виртуальный метод в базовом классе.

Например, рассмотрим следующие классы:

class Person
{
public string Name { get; set; }
public Person(string name)
{
Name = name;
}
public virtual void Print()
{
Console.WriteLine(Name);
}
}
class Employee : Person
{
public string Company { get; set; }
public Employee(string name, string company) : base(name)
{
Company = company;
}
}
Здесь класс Person представляет человека. Класс Employee наследуется от Person и представляет сотруднника предприятия. Этот класс кроме унаследованного свойства Name имеет еще одно свойство - Company.

Чтобы сделать метод Print доступным для переопределения, этот метод определен с модификатором virtual. Поэтому мы можем переопределить этот метод, но можем и не переопределять. Допустим, нас устраивает реализация метода из базового класса. В этом случае объекты Employee будут использовать реализацию метода Print из класса Person:

Person bob = new Person("Bob");
bob.Print(); // вызов метода Print из класса Person

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
tom.Print(); // вызов метода Print из класса Person
Консольный вывод:

Bob
Tom
Но также можем переопределить виртуальный метод. Для этого в классе-наследнике определяется метод с модификатором override, который имеет то же самое имя и набор параметров:

class Employee : Person
{
public string Company { get; set; }
public Employee(string name, string company)
: base(name)
{
Company = company;
}
public override void Print()
{
Console.WriteLine($"{Name} работает в {Company}");
}
}
Возьмем те же самые объекты:

Person bob = new Person("Bob");
bob.Print(); // вызов метода Print из класса Person

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
tom.Print(); // вызов метода Print из класса Employee
Консольный вывод:

Bob
Tom работает в Microsoft
Виртуальные методы базового класса определяют интерфейс всей иерархии, то есть в любом производном классе, который не является прямым наследником от базового класса, можно переопределить виртуальные методы. Например, мы можем определить класс Manager, который будет производным от Employee, и в нем также переопределить метод Print.

При переопределении виртуальных методов следует учитывать ряд ограничений:

Виртуальный и переопределенный методы должны иметь один и тот же модификатор доступа. То есть если виртуальный метод определен с помощью модификатора public, то и переопредленный метод также должен иметь модификатор public.

Нельзя переопределить или объявить виртуальным статический метод.

Ключевое слово base
Кроме конструкторов, мы можем обратиться с помощью ключевого слова base к другим членам базового класса. В нашем случае вызов base.Print(); будет обращением к методу Print() в классе Person:

class Employee : Person
{
public string Company { get; set; }

public Employee(string name, string company)
:base(name)
{
Company = company;
}

public override void Print()
{
base.Print();
Console.WriteLine($"работает в {Company}");
}
}
Переопределение свойств
Также как и методы, можно переопределять свойства:

class Person
{
int age = 1;
public virtual int Age
{
get => age;
set{ if(value > 0 && value < 110) age = value; }
}
public string Name { get; set; }
public Person(string name)
{
Name = name;
}
public virtual void Print() => Console.WriteLine(Name);
}
class Employee : Person
{
public override int Age
{
get => base.Age;
set { if (value > 17 && value < 110) base.Age = value; }
}
public string Company { get; set; }
public Employee(string name, string company)
: base(name)
{
Company = company;
base.Age = 18; // возраст для работников по умолчанию
}
}
В данном случае в классе Person определено виртуальное свойство Age, которое устанавливает значение, если оно больше 0 и меньше 110. В классе Employee это свойство переопределено - возраст работника должен быть не меньше 18.

Person bob = new Person("Bob");
Console.WriteLine(bob.Age); // 1

Employee tom = new Employee("Tom", "Microsoft");
Console.WriteLine(tom.Age); // 18
tom.Age = 22;
Console.WriteLine(tom.Age); // 22
tom.Age = 12;
Console.WriteLine(tom.Age); // 22
Запрет переопределения методов
Также можно запретить переопределение методов и свойств. В этом случае их надо объявлять с модификатором sealed:

class Employee : Person
{
public string Company { get; set; }

public Employee(string name, string company)
: base(name)
{
Company = company;
}

public override sealed void Print()
{
Console.WriteLine($"{Name} работает в {Company}");
}
}
При создании методов с модификатором sealed надо учитывать, что sealed применяется в паре с override, то есть только в переопределяемых методах.

И в этом случае мы не сможем переопределить метод Print в классе, унаследованном от Employee.