面向對象的程序設計有三大要素，封裝、繼承和多態。虛函數是多態的重要組成部分，同時又在類的繼承關系中有著很多變化。本文討論.NET中對虛函數的支持。
首先，我們通過一個例子來看看虛函數的普通用法：
class CA {
public virtual void Foo() {
Console.WriteLine("CA.Foo");
}
}
class CB : CA {
public override void Foo() {
Console.WriteLine("CB.Foo");
}
}
class Test {
public static void InvokeFoo(CA ca) {
ca.Foo();
}
public static void Main() {
InvokeFoo(new CB());
}
}
輸出結果
CB.Foo
在這個例子中，盡管在調用InvokeFoo()的時候，CB被轉換成CA，但是當執行ca.Foo的時候，仍然調用了CB的Foo。因為ca此時指向的是一個CB類型的對象。這種調用模式，我們稱之為運行時綁定。因為在編譯InvokeFoo時，編譯器無法獲取參數ca的真實類型，只有在運行的時候，才能根據ca的真實類型，決定調用哪一個函數。
在這個例子中，兩個關鍵字值得我們注意，首先是virtual，他告訴編譯器，當前函數需要運行時綁定。其次是override，他告訴編譯器，我要覆蓋基類中的Foo()。
看到這裡，可能讀者會對兩個問題持有疑惑：
[問題]: 不用virtual結果如何？
[問題]: 不用override結果如何？
讀者不妨自己動手修改上例，嘗試這兩個關鍵字的不同組合，看看輸出的結果如何。在這裡，我僅給出組合條件和其輸出結果。
序號 基類(CA)中是否有virtual 子類(CB)中是否有override 輸出 1 是 是 CB.Foo 2 是 否 CA.Foo 3 否 是 編譯錯誤 4 否 否 CA.Foo
我希望通過對這組實驗結果的解釋，交待一些.NET中虛函數的相關概念。
運行時綁定僅體現在虛函數中。因此在試驗4中，輸出的結果是CA.Foo。因為Foo沒有被申明為virtual，在編譯階段，已經把ca.Foo綁定到CA.Foo。
Override只能用於虛函數中。當子類繼承基類，他便擁有了基類所有的函數，Override修飾的函數，將替換基類原來的函數。否則，子類會新增加一個函數，並同時保留基類中的函數。 下面的這個例子，很好的說明了這個問題
class CA {
public virtual void Foo() {
Console.WriteLine("CA.Foo");
}
}
class CB : CA {
public override void Foo() {
Console.WriteLine("CB.Foo");
}
}
class CC : CA {
public new void Foo() {
Console.WriteLine("CC.Foo");
}
}
class Test {
public static void Main() {
Console.WriteLine(typeof(CB).GetMethods().Length); // 輸出5
Console.WriteLine(typeof(CC).GetMethods().Length); // 輸出6
}
}
這段程序輸出CB和CC的函數個數，CB的5個函數中，4個來自於Sysetm.Object，剩下的一個就是Foo。CC中多了一個函數，因為使用了new (如果不使用new，也是相同的結果，因為C#編譯器默認使用new，但不顯示指明new會給出一個警告)，說明了CC.Foo是一個不同於CA.Foo的虛函數。
所以，在試驗2中，不使用override，我們在InvokeFoo中調用的還是CA.Foo()。雖然這個時候還是運行時綁定，但是因為CB.Foo並沒有覆蓋CA.Foo，因此我們還是得到了基類的實現。
當一個函數不是虛函數的時候，子類中相同簽名的函數總是覆蓋了父類中的函數，並不需要override關鍵字。所以c#編譯器會把它當作一個錯誤，如上表中試驗3所示。
如果讀者理解了上面的內容，那麼來看看一個略微復雜的情況：我們邀請interface出場！
interface IA {
void Foo();
}
class CA: IA {
public void Foo() {
Console.WriteLine("CA.Foo");
}
}
[問題]: Foo是虛函數嗎？
答案是肯定的，就像interface方法不能顯示聲明為public一樣，我們也不能在IA.Foo前面加上virtual。原因很簡單，所有的interface方法都是虛函數！在調用interface方法的時候，總是要使用運行時綁定。
[問題]: CA實現IA，那麼CA.Foo前面需要override嗎？
答案是否定的，在C#中，繼承和實現是截然不同的兩個概念，盡管在語法上很相似。繼承意味著全盤接收基類的函數，而實現只是一個契約，保證當前類會提供interface中聲明的函數，而不會接受基類的函數(事實上也不能，因為interface中沒有函數的實現)
[問題]: CA實現IA，那麼CA.Foo前面需要virtual嗎？
答案是需要的，否則的話，CA的子類將無法覆寫Foo，下面的代碼是CA.Foo的IL聲明，我們發現了關鍵字final（注：這裡的final是IL語言的關鍵字，和C#中sealed有些類似，意味著子類不能override當前函數）
.method public hidebysig newslot virtual final
instance void Foo() cil managed
下面一段代碼緊接著上面的代碼，讀者可以猜測一下輸出，看看是否掌握了本文今天講述的內容，我會在下期博客中講解其原委，並且和大家進一步通過IL來研究.NET中的虛函數。
class CB : CA, IA {
public void Foo() {
Console.WriteLine("CB.Foo");
}
}
class Test {
public static void InvokeFoo(CA ia) {
ca.Foo();
}
public static void Main() {
InvokeFoo(new CA());
InvokeFoo(new CB());
}
