1. 你通常怎樣用多態？
假設我有一個類，裏面有一個 PrintStatus 方法，用於打印實例的當前狀態，我希望該類的派生類都帶有一個 PrintStatus 方法，並且這些方法都用於打印其實例的當前狀態。那麼我會這樣表達我的願望：
// Code #01
class Base
{
public virtual void PrintStatus()
{
Console.WriteLine( " public virtual void PrintStatus() in Base " );
}
}
於是我可以寫一個這樣的方法：
// Code #02
public void DisplayStatusOf(Base[] bs)
{
foreach (Base b in bs)
{
b.PrintStatus();
}
}
bs 中可能包含着不同的 Base 的派生類，但我們卻可以忽略這些“個性”而使用一種統一的方式來處理某事。在 .NET 2.0 中，XmlReader 的 Create 有這樣一個版本：
public static XmlReader Create(Stream input);
你可以向 Create 傳遞任何可用的“流”，例如來自文件的“流”（FileStream）、來自內存的“流”（MemoryStream）或來自網絡的“流”（NetworkStream）等。雖然每一中“流”的工作細節都不同，但我們卻使用一種統一的方式來處理這些“流”。
2. 假如有人不遵守承諾...
DisplayStatusOf 隱含着這樣一個假設：bs 中如果存在派生類的實例，那麼該派生類應該重寫 PrintStatus，當然必須加上 override 關鍵字：
// Code #03
class Derived1 : Base
{
public override void PrintStatus( )
{
Console.WriteLine( " public override void PrintStatus() in Derived1 " );
}
}
你可以把這看作一種承諾、約定，直到有人沉不住氣...
// Code #04
class Derived2 : Base
{
public new void PrintStatus()
{
Console.WriteLine( " public new void PrintStatus() in Derived2 " );
}
}
假設我們有這樣一個數組：
// Code #05
Base[] bs = new Base[]
{
new Base(),
new Derived1(),
new Derived2()
} ;
把它傳遞給 DisplayStatusOf，則輸出是：
// Output #01
// public virtual void PrintStatus() in Base
// public override void PrintStatus() in Derived1
// public virtual void PrintStatus() in Base
從輸出結果中很容易看出 Derived2 並沒有按照我們期望的去做。但你無需驚訝，這是由於 Derived2 的設計者沒有“遵守約定”的緣故。
3. new：封印咒術
new 似乎給人一種這樣的感覺，它的使用者喜歡打破別人的約定，然而，如果使用恰當，new 可以彌補基類設計者的“短見”。
從 Output #01 中我們可以看到，new 只是把 Base.PrintStatus 封印起來而不是消滅掉，你可以解除封印然後進行訪問。對於 Derived2 的使用者，解封的方法是把 Derived2 的實例轉換成 Base 類型：
// Code #06
Base d2 = new Derived2();
d2.PrintStatus();
// Output #02
// public virtual void PrintStatus() in Base
而在 Derived2 內部，你可以透過 base 來訪問：
// Code #07
base .PrintStatus();
這種方法是針對實例成員的，如果被封印的成員是靜態成員的話，就要透過類名來訪問了。
4. 假如 Base.PrintStatus 是某個接口的隱式實現...
假如 Base 實現了一個 IFace 接口：
// Code #08
interface IFace
{
void PrintStatus();
}
class Base : IFace
{
public virtual void PrintStatus()
{
Console.WriteLine( " public virtual void PrintStatus() in Base " );
}
}
我們只需要讓 Derived2 重新實現 IFace：
// Code #09
class Derived2 : Base, IFace
{
public new void PrintStatus()
{
Console.WriteLine( " public new void PrintStatus() in Derived2 " );
}
}
Derived1 保持不變。則把：
// Code #10
IFace[] fs = new IFace[]
{
new Base(),
new Derived1(),
new Derived2(),
}
傳遞給：
// Code #11
public void DisplayStatusOf(IFace[] fs)
{
foreach (IFace f in fs)
{
f.PrintStatus();
}
}
的輸出結果是：
// Output #03
// public virtual void PrintStatus() in Base
// public override void PrintStatus() in Derived1
// public new void PrintStatus() in Derived2
從輸出結果中，我們可以看到，雖然 Derived2.PrintStatus 應用了 new，但卻依然參與動態綁定，這是由於 new 只能割斷 Derived2.PrintStatus 和 Base.PrintStatus 的聯繫，而不能割斷它與 IFace.PrintStatus 的聯繫。我在 Derived2 的定義中重新指定實現 IFace，這將使得編譯器認爲 Derived2.PrintStatus 是 IFace.PrintStatus 的隱式實現，於是，在動態綁定時 Derived2.PrintStatus 就被包括進來了。
5. 誰的問題？
我必須指出，如果 Base（Code #01）和 Derived2（Code #04）同時存在的話，它們倆其中一個存在着設計上的問題。爲什麼這樣說呢？Base 的設計者在 PrintStatus 上應用 virtual 說明了他希望派生類能透過重寫這一方法來參與動態綁定，即多態性；而 Derived2 的設計者在 PrintStatus 上應用 new 則說明了他希望割斷 Derived2.PrintStatus 和 Base.PrintStatus 之間的聯繫，這將使得 Derived2.PrintStatus 無法參與到 Base 的設計者所期望的動態綁定中。如果在 Base.PrintStatus 上應用 virtual（即對多態性的期望）是合理的話，那麼 Derived2.PrintStatus 應該換用另外一個名字了；如果在 Derived2.PrintStatus 上應用 new（即否決參與動態綁定）是合理的，那麼 Base.PrintStatus 應該考慮是否去掉 virtual 了，否則就會出現一些奇怪的行爲，例如 Output #01 的第三行輸出。
假如繼承體系中多態性行爲的期望是合理的話，那麼更實際的做法應該是把 Base 定義成這樣：
// Code #12
abstract class Base
{
public abstract void PrintStatus();
}
而原來 Base 中的實現應該下移到一個派生類中：
// Code #13
class Derived3 : Base
{
public override void PrintStatus()
{
Console.WriteLine( " public override void PrintStatus() in Derived3 [originally implemented in Base] " );
}
}
這樣，Derived2.PrintStatus 將使得編譯無法完成，從而迫使其設計者要麼更改方法的名字，要麼換用 override 修飾。這種強制使得 Derived2 的設計者不得不重新考慮其設計的合理性。
假如繼承體系中多態性行爲的期望不總是合理呢？例如 Stream 有這樣一個方法：
public abstract long Seek( long offset, SeekOrigin origin);
現在假設我有一個方法在處理輸入流時需要用到 Stream.Seek：
// Code #14
public void Resume(Stream input, long offset)
{
input.Seek(offset, SeekOrigin.Begin);
}
當我們向 Resume 傳遞一個 NetworkStream 的實例，Resume 將會拋出一個 NotSupportedException，因爲 NetworkStream 不支持 Seek。那麼這是否說明 Stream 的設計有問題呢？
設想 Resume 是一個下載工具進行斷點續傳的方法，然而，並不是所有的服務器都支持斷點續傳的，於是，你需要首先判斷輸入流是否支持 Seek 操作，再決定如何處理輸入流：
// Code #15
public void Resume(Stream input, long offset)
{
if (input.CanSeek)
{
input.Seek(offset, SeekOrigin.Begin);
}
else
{
//
}
}
如果 CanSeek 爲 false，那就只好從頭來過了。
實際上，我們並不能保證任何 Stream 的派生類都能夠支持某個（些）操作，我們甚至不能保證來自同一個派生類的所有實例都支持某個（些）操作。你可以設想有這樣一個 PriorityStream，它能夠根據當前登錄賬號的權限來決定是否提供寫操作，這使得擁有足夠權限的人才能修改數據。或許 Stream 的設計者已經預料到這類情況的發生，所以 CanRead、CanSeek 和 CanWrite 就被加入到 Stream 裏了。
值得注意的是，Code #07 的 Derived2 可能是一個很糟糕的設計，也可能是一個很實用的設計。在本文，它是一個很糟糕的設計，如果你足夠細心，你會察覺到 Derived2 的設計者希望 Derived2.PrintStatus 繞過 Base.PrintStatus 而直接和 IFace.PrintStauts 進行關聯，表面上這沒什麼不妥，但實質上 Base.PrintStatus 和 IFace.PrintStauts 在約定上是同質的，這意味着如果與 IFace.PrintStauts 進行關聯就等於承認自己和 Base.PrintStatus 是同質的，這樣的話，爲什麼不直接在 Derived2 裏重寫 PrintStatus 呢？在《基類與接口混合繼承的聲明問題》中，我示範了一個實用的設計，用 new 和接口重新實現（Interface reimplementation）來糾正非預期的多態行爲。
