【业务逻辑层应用】：C#中抽象类的实践技巧

# 1. C#中抽象类的基本概念与用途

在面向对象编程中，抽象类扮演着至关重要的角色。C#作为支持面向对象的编程语言，其中的抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能被继承。本章节将介绍抽象类的基本概念，并探讨它的主要用途。

## 1.1 抽象类的基本概念

抽象类是一种不能直接实例化，且通常包含一个或多个抽象方法的类。这些抽象方法没有具体实现，需要在派生类中重写。通过使用抽象类，程序员能够定义出一个通用的框架，强制子类遵循并实现其定义的规则。

## 1.2 抽象类的用途

抽象类主要用作其他类的基础。通过定义抽象方法，抽象类为派生类提供了一个必须实现的方法集。这样做的主要目的是确保所有子类都拥有一些公共的方法，从而实现代码的复用和扩展性。此外，抽象类还可用于定义接口方法的默认实现，减轻子类的实现负担。

## 1.3 如何使用抽象类

在C#中定义一个抽象类非常简单，只需在类声明前加上`abstract`关键字即可。例如：

public abstract class BaseClass
{
    public abstract void AbstractMethod(); // 抽象方法
}

上述代码定义了一个名为`BaseClass`的抽象类，并声明了一个抽象方法`AbstractMethod`。任何继承此抽象类的子类都必须提供`AbstractMethod`的具体实现。

通过以上内容，我们可以看到抽象类在C#中是组织和构建类层次结构的重要工具，它通过提供抽象方法和属性来规范子类行为，保证了类型的多态性和扩展性。接下来的章节，我们将深入探讨抽象类的结构和特性。

# 2. 深入理解抽象类的结构和特性

### 2.1 抽象类与接口的异同

#### 2.1.1 抽象类的定义

在C#编程语言中，抽象类是一种特殊的类，它不能被直接实例化，其目的是为子类提供一个通用的模板或基础结构。抽象类通常包含至少一个抽象方法，这是一个没有实现体的方法，只包含方法签名，表示其必须在派生类中被覆盖。抽象类可以包含实现的成员，如属性、字段、具体方法以及构造函数，但其构造函数不能是公共的，必须是受保护的或内部的，以保证抽象类不能被外部直接实例化。

#### 2.1.2 接口的定义

与抽象类相对的，接口是一种定义一组方法的契约，确保所有实现接口的类都有这些方法的实现。接口不包含任何方法实现，它们仅定义方法签名。接口可以包含属性、事件、索引器等成员，但它们必须是公共的。接口可以用于实现多重继承，即一个类可以实现多个接口，这是抽象类不能做到的。

#### 2.1.3 抽象类与接口的选择

选择抽象类还是接口，往往取决于设计需求。如果需要提供一个通用的基类，希望它的派生类共享一些实现代码，那么抽象类是更合适的选择。如果需要强制实现特定的方法，但不希望限制类的其他方法实现，那么接口是更好的选择。在某些复杂的场景下，抽象类和接口可以被同时使用，以综合两者的优点。

### 2.2 抽象类中的成员类型

#### 2.2.1 抽象方法和具体方法

在抽象类中，抽象方法必须被子类实现，而具体方法则有具体的实现代码。具体方法可以被继承的类直接使用，而无需重新实现。

public abstract class Animal
{
    public abstract void Speak(); // 抽象方法

    public void Eat() // 具体方法
    {
        // 默认实现
        Console.WriteLine("Animal is eating.");
    }
}

子类需要实现抽象方法，但可以选择覆盖具体方法，提供新的实现：

public class Dog : Animal
{
    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Woof!");
    }

    // 覆盖Eat方法
    public override void Eat()
    {
        // 狗特定的吃法
        Console.WriteLine("Dog is eating meat.");
    }
}

#### 2.2.2 属性和字段

抽象类中可以定义属性和字段。属性提供了一种封装字段的方式，并允许在获取或设置属性值时执行额外的逻辑。字段则用于存储类级别的变量。

protected string _sound; // 字段

public string Sound // 属性
{
    get { return _sound; }
    set { _sound = value; }
}

#### 2.2.3 构造函数和终结器

抽象类允许拥有构造函数和终结器，但构造函数必须是受保护的，以防止外部代码实例化抽象类。

protected Animal(string sound)
{
    _sound = sound;
}

终结器在C#中并不常用，因为它不能保证何时会被调用，但它可以用于清理非托管资源。

### 2.3 抽象类的继承规则

#### 2.3.1 子类的继承限制

继承自抽象类的子类必须实现所有抽象类中的抽象方法。如果子类是抽象的，它可以有未实现的抽象方法。

public abstract class Mammal : Animal
{
    public Mammal(string sound) : base(sound) { }
    // 可以调用基类的具体方法
    public void MakeSoundAndEat()
    {
        Speak();
        Eat();
    }
}

public class Cat : Mammal
{
    public Cat() : base("Meow") { }

    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Cat says: " + Sound);
    }
}

#### 2.3.2 抽象类的多态性

抽象类支持多态性，即通过基类的引用来调用派生类的方法。这意味着不同子类的对象可以使用相同的接口进行操作，而无需知道具体的子类类型。

public void AnimalSound(Animal animal)
{
    animal.Speak();
}

#### 2.3.3 抽象类与sealed类的对比

`sealed`类是C#中不能被继承的类。当希望阻止类被进一步继承时，可以将类声明为`sealed`。与抽象类不同，`sealed`类可以是完全实现的，并且可以被实例化。

public sealed class Rabbit : Animal
{
    public Rabbit() : base("Squeak") { }

    public sealed override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("Rabbit says: " + Sound);
    }
}

在设计类继承结构时，决定使用抽象类还是`sealed`类取决于是否需要派生类共享相同的基类结构或是否需要防止类的进一步扩展。

# 3. 抽象类在业务逻辑层的应用实践

## 3.1 设计模式中的抽象类应用

### 3.1.1 工厂模式

工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建对象而不必暴露创建逻辑给客户端，并且通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。在工厂模式中，抽象类常被用作产品等级结构的抽象，即定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

public abstract class Product
{
    public abstract void Use();
}

public