C#のオーバーライド(override)をマスター！virtual・abstractとの違いや継承の仕組みを解説

using System;

namespace OverrideExample
{
    // 基底クラス (親クラス)
    public class Animal
    {
        // virtualキーワードにより、派生クラスでのオーバーライドを許可する
        public virtual void MakeSound()
        {
            Console.WriteLine("動物が音を出します。");
        }
    }

    // 派生クラス (子クラス)
    public class Dog : Animal
    {
        // overrideキーワードを使用して、基底クラスのメソッドを再定義する
        public override void MakeSound()
        {
            Console.WriteLine("ワンワン！ (犬が鳴いています)");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Animal型の変数にDogのインスタンスを代入 (アップキャスト)
            Animal myDog = new Dog();

            // 実行されるのはDogクラスでオーバーライドされたメソッド
            myDog.MakeSound();

            // 通常のAnimalインスタンスの場合
            Animal genericAnimal = new Animal();
            genericAnimal.MakeSound();
        }
    }
}

public class BaseComponent
{
    public virtual string Name { get; set; } = "Base";
}

public class CustomComponent : BaseComponent
{
    private string _name = string.Empty;
    public override string Name
    {
        get => $"Custom: {_name}";
        set => _name = value;
    }
}

using System;

namespace AbstractExample
{
    // 抽象クラス: インスタンス化はできない
    public abstract class Shape
    {
        // 抽象メソッド: 派生クラスに実装を強制する
        public abstract double GetArea();

        public void Display()
        {
            Console.WriteLine($"この図形の面積は {GetArea()} です。");
        }
    }

    public class Square : Shape
    {
        public double Side { get; set; }

        // 抽象メソッドを必ず実装しなければならない
        public override double GetArea()
        {
            return Side * Side;
        }
    }

    public class Circle : Shape
    {
        public double Radius { get; set; }

        public override double GetArea()
        {
            return Math.PI * Radius * Radius;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Shape square = new Square { Side = 5 };
            Shape circle = new Circle { Radius = 3 };

            square.Display();
            circle.Display();
        }
    }
}

using System;

public class BaseClass
{
    public virtual void MethodA() => Console.WriteLine("Base MethodA (virtual)");
    public void MethodB() => Console.WriteLine("Base MethodB (normal)");
}

public class DerivedClass : BaseClass
{
    // 正当なオーバーライド
    public override void MethodA() => Console.WriteLine("Derived MethodA (override)");

    // メソッド隠蔽 (newキーワードを使用)
    public new void MethodB() => Console.WriteLine("Derived MethodB (new)");
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        DerivedClass derived = new DerivedClass();
        BaseClass baseRef = derived; // アップキャスト

        Console.WriteLine("--- overrideの場合 ---");
        derived.MethodA();
        baseRef.MethodA(); // インスタンスの型(Derived)のメソッドが呼ばれる

        Console.WriteLine("\n--- new (隠蔽) の場合 ---");
        derived.MethodB();
        baseRef.MethodB(); // 変数の型(Base)のメソッドが呼ばれる！
    }
}

public class Logger
{
    public virtual void Log(string message)
    {
        Console.WriteLine($"[LOG]: {message}");
    }
}

public class TimestampLogger : Logger
{
    public override void Log(string message)
    {
        // 親クラスの処理を呼び出す
        base.Log($"{DateTime.Now} - {message}");
    }
}

public class Food { }
public class Meat : Food { }

public class Animal
{
    public virtual Food GetFood() => new Food();
}

public class Lion : Animal
{
    // C# 9.0以降、Foodの派生クラスであるMeatを返せる
    public override Meat GetFood() => new Meat();
}

public class FinalDog : Dog
{
    // これ以降の派生クラスではMakeSoundをオーバーライドできない
    public sealed override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("これ以上上書きさせないワン！");
    }
}

using System;

public abstract class DataProcessor
{
    // アルゴリズムの骨組み (テンプレートメソッド)
    public void Process()
    {
        ReadData();
        TransformData();
        SaveData();
    }

    protected abstract void ReadData();
    protected virtual void TransformData() 
    {
        Console.WriteLine("デフォルトの変換処理を適用します。");
    }
    protected abstract void SaveData();
}

public class CsvProcessor : DataProcessor
{
    protected override void ReadData() => Console.WriteLine("CSVファイルを読み込みます。");
    protected override void SaveData() => Console.WriteLine("CSVをデータベースに保存します。");
}

public class JsonProcessor : DataProcessor
{
    protected override void ReadData() => Console.WriteLine("JSONファイルを読み込みます。");
    protected override void TransformData() => Console.WriteLine("JSON固有の高度な変換を行います。");
    protected override void SaveData() => Console.WriteLine("JSONをクラウドにアップロードします。");
}