[你必须知道的.NET] 第二回：对抽象编程：接口和抽象类
?本文將介紹以下內(nèi)容：
? 面向?qū)ο笏枷?#xff1a;多態(tài)
? 接口
? 抽象類
?1.?引言
在我之前的一篇post《抽象類和接口的誰(shuí)是誰(shuí)非》中，和同事管偉的討論，得到很多朋友的關(guān)注，因?yàn)槭遣怀审w系的論道，所以給大家了解造成不便，同時(shí)關(guān)于這個(gè)主題的系統(tǒng)性理論，我認(rèn)為也有必要做以總結(jié)，因此才有了本篇的新鮮出爐。同時(shí)，我將把上貼中的問(wèn)題順便也在此做以交代。
2. 概念引入
- 什么是接口？
接口是包含一組虛方法的抽象類型，其中每一種方法都有其名稱、參數(shù)和返回值。接口方法不能包含任何實(shí)現(xiàn)，CLR允許接口可以包含事件、屬性、索引器、靜態(tài)方法、靜態(tài)字段、靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)以及常數(shù)。但是注意：C#中不能包含任何靜態(tài)成員。一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，當(dāng)一個(gè)類繼承某個(gè)接口時(shí)，它不僅要實(shí)現(xiàn)該接口定義的所有方法，還要實(shí)現(xiàn)該接口從其他接口中繼承的所有方法。
定義方法為：
????public?interface?System.IComparable
????{
????????int?CompareTo(object?o);
????}
????public?class?TestCls:?IComparable
????{
????????public?TestCls()
????????{
????????}?
????????private?int?_value;
????????public?int?Value
????????{
????????????get?{?return?_value;?}
????????????set?{?_value?=?value;?}
????????}?
????????public?int?CompareTo(object?o)
????????{
????????????//使用as模式進(jìn)行轉(zhuǎn)型判斷
????????????TestCls?aCls?=?o?as?TestCls;
????????????if?(aCls?!=?null)
????????????{
????????????//實(shí)現(xiàn)抽象方法
????????????return?_value.CompareTo(aCls._value);
????????????}
????????}
????}
?
- 什么是抽象類？
抽象類提供多個(gè)派生類共享基類的公共定義，它既可以提供抽象方法，也可以提供非抽象方法。抽象類不能實(shí)例化，必須通過(guò)繼承由派生類實(shí)現(xiàn)其抽象方法，因此對(duì)抽象類不能使用new關(guān)鍵字，也不能被密封。如果派生類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)所有的抽象方法，則該派生類也必須聲明為抽象類。另外，實(shí)現(xiàn)抽象方法由overriding方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
定義方法為：
///?<summary>
///?定義抽象類
///?</summary>
abstract?public?class?Animal
{
????//定義靜態(tài)字段
????protected?int?_id;?
????//定義屬性
????public?abstract?int?Id
????{
????????get;
????????set;
????}?
????//定義方法
????public?abstract?void?Eat();?
????//定義索引器
????public?string?this[int?i]
????{
????????get;
????????set;
????}?
}?
///?<summary>
///?實(shí)現(xiàn)抽象類
///?</summary>
public?class?Dog:?Animal
{
????public?override?int?Id
????{
????????get?{return?_id;}
????????set?{_id?=?value;}
????}?
????public?override?void?Eat()
????{
????????Console.Write("Dog?Eats.")
????}
}?
3. 相同點(diǎn)和不同點(diǎn)
3.1 相同點(diǎn)
- 都不能被直接實(shí)例化，都可以通過(guò)繼承實(shí)現(xiàn)其抽象方法。
- 都是面向抽象編程的技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了諸多的設(shè)計(jì)模式。
3.2 不同點(diǎn)
- 接口支持多繼承；抽象類不能實(shí)現(xiàn)多繼承。
- 接口只能定義抽象規(guī)則；抽象類既可以定義規(guī)則，還可能提供已實(shí)現(xiàn)的成員。
- 接口是一組行為規(guī)范；抽象類是一個(gè)不完全的類，著重族的概念。
- 接口可以用于支持回調(diào)；抽象類不能實(shí)現(xiàn)回調(diào)，因?yàn)槔^承不支持。
- 接口只包含方法、屬性、索引器、事件的簽名，但不能定義字段和包含實(shí)現(xiàn)的方法；抽象類可以定義字段、屬性、包含有實(shí)現(xiàn)的方法。?
- 接口可以作用于值類型和引用類型；抽象類只能作用于引用類型。例如，Struct就可以繼承接口，而不能繼承類。
?通過(guò)相同與不同的比較，我們只能說(shuō)接口和抽象類，各有所長(zhǎng)，但無(wú)優(yōu)略。在實(shí)際的編程實(shí)踐中，我們要視具體情況來(lái)酌情量才，但是以下的經(jīng)驗(yàn)和積累，或許能給大家一些啟示，除了我的一些積累之外，很多都來(lái)源于經(jīng)典，我相信經(jīng)得起考驗(yàn)。所以在規(guī)則與場(chǎng)合中，我們學(xué)習(xí)這些經(jīng)典，最重要的是學(xué)以致用，當(dāng)然我將以一家之言博大家之笑，看官請(qǐng)繼續(xù)。
3.3 規(guī)則與場(chǎng)合
以上的規(guī)則，我就厚顏無(wú)恥的暫定為T14條吧，寫的這么累，就當(dāng)一時(shí)的獎(jiǎng)賞吧。大家也可以互通有無(wú)，我將及時(shí)修訂。
4. 經(jīng)典示例
4.1 絕對(duì)經(jīng)典
.NET Framework是學(xué)習(xí)的最好資源，有意識(shí)的研究FCL是每個(gè).NET程序員的必修課，關(guān)于接口和抽象類在FCL中的使用，我有以下的建議：
4.2?別樣小菜
下面的實(shí)例，因?yàn)槭俏业睦斫?#xff0c;因此給經(jīng)典打上“相對(duì)”的記號(hào)，至于什么時(shí)候晉升為“絕對(duì)”，就看我在.NET追求的路上，是否能夠一如既往的如此執(zhí)著，因此我將把相對(duì)重構(gòu)到絕對(duì)為止（呵呵）。 本示例沒(méi)有闡述抽象類和接口在設(shè)計(jì)模式中的應(yīng)用，因?yàn)槟菍⑹橇硪黄杏懻搩r(jià)值的文本，本文著眼與概念和原則的把握，但是真正的應(yīng)用來(lái)自于具體的需求規(guī)范。
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示：
?
1.?定義抽象類
????public?abstract?class?Animal????{
????????protected?string?_name;
????????//聲明抽象屬性
????????public?abstract?string?Name
????????{
????????????get;
????????}
????????//聲明抽象方法
????????public?abstract?void?Show();
????????//實(shí)現(xiàn)一般方法
????????public?void?MakeVoice()
????????{
????????????Console.WriteLine("All?animals?can?make?voice!");
????????}
????}
2.?定義接口
????{
????????//定義公共方法標(biāo)簽
????????void?Move();
????}
3. 實(shí)現(xiàn)抽象類和接口
????public?class?Duck?:?Animal,?IAction
????{
????????public?Duck(string?name)
????????{
????????????_name?=?name;
????????}
????????//重載抽象方法
????????public?override?void?Show()
????????{
????????????Console.WriteLine(_name?+?"?is?showing?for?you.");
????????}
????????//重載抽象屬性
????????public?override?string?Name
????????{
????????????get?{?return?_name;}
????????}
????????//實(shí)現(xiàn)接口方法
????????public?void?Move()
????????{
????????????Console.WriteLine("Duck?also?can?swim.");
????????}
????}
????public?class?Dog?:?Animal,?IAction
????{
????????public?Dog(string?name)
????????{
????????????_name?=?name;
????????}
????????public?override?void?Show()
????????{
????????????Console.WriteLine(_name?+?"?is?showing?for?you.");
????????}
????????public?override?string?Name
????????{
????????????get?{?return?_name;?}
????????}
????????public?void?Move()
????????{
????????????Console.WriteLine(_name?+?"?also?can?run.");
????????}
????}
4.?客戶端實(shí)現(xiàn)
????public?class?TestAnmial
????{
????????public?static?void?Main(string?[]?args)
????????{
????????????Animal?duck?=?new?Duck("Duck");
????????????duck.MakeVoice();
????????????duck.Show();
????????????Animal?dog?=?new?Dog("Dog");
????????????dog.MakeVoice();
????????????dog.Show();
????????????IAction?dogAction?=?new?Dog("A?big?dog");
????????????dogAction.Move();
????????}
????}
5. 他山之石
正所謂真理是大家看出來(lái)的，所以將園子里有創(chuàng)新性的觀點(diǎn)潛列于此，一是感謝大家的共享，二是完善一家之言的不足，希望能夠?qū)㈩I(lǐng)域形成知識(shí)，受用于我，受用于眾。
- dunai認(rèn)為：抽象類是提取具體類的公因式，而接口是為了將一些不相關(guān)的類“雜湊”成一個(gè)共同的群體。至于他們?cè)诟鱾€(gè)語(yǔ)言中的句法，語(yǔ)言細(xì)節(jié)并不是我關(guān)心的重點(diǎn)。
- 樺山澗的收藏也很不錯(cuò)。
- Artech認(rèn)為：所代碼共用和可擴(kuò)展性考慮，盡量使用Abstract Class。當(dāng)然接口在其他方面的優(yōu)勢(shì)，我認(rèn)為也不可忽視。
- shenfx認(rèn)為：當(dāng)在差異較大的對(duì)象間尋求功能上的共性時(shí)，使用接口；當(dāng)在共性較多的對(duì)象間尋求功能上的差異時(shí)，使用抽象基類。
????????? 最后，MSDN的建議是：
- 如果預(yù)計(jì)要?jiǎng)?chuàng)建組件的多個(gè)版本，則創(chuàng)建抽象類。抽象類提供簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)控制組件版本。通過(guò)更新基類，所有繼承類都隨更改自動(dòng)更新。另一方面，接口一旦創(chuàng)建就不能更改。如果需要接口的新版本，必須創(chuàng)建一個(gè)全新的接口。
- 如果創(chuàng)建的功能將在大范圍的全異對(duì)象間使用，則使用接口。抽象類應(yīng)主要用于關(guān)系密切的對(duì)象，而接口最適合為不相關(guān)的類提供通用功能。
- 如果要設(shè)計(jì)小而簡(jiǎn)練的功能塊，則使用接口。如果要設(shè)計(jì)大的功能單元，則使用抽象類。
- 如果要在組件的所有實(shí)現(xiàn)間提供通用的已實(shí)現(xiàn)功能，則使用抽象類。抽象類允許部分實(shí)現(xiàn)類，而接口不包含任何成員的實(shí)現(xiàn)。
6. 結(jié)論
接口和抽象類，是論壇上、課堂間討論最多的話題之一，之所以將這個(gè)老話題拿出來(lái)再議，是因?yàn)閺奈业捏w會(huì)來(lái)說(shuō)，深刻的理解這兩個(gè)面向?qū)ο蟮幕緝?nèi)容，對(duì)于盤活面向?qū)ο蟮某橄蠡幊趟枷胫陵P(guān)重要。本文基本概況了接口和抽象類的概念、異同和使用規(guī)則，從學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)來(lái)看，我認(rèn)為這些總結(jié)已經(jīng)足以表達(dá)其核心。但是，對(duì)于面向?qū)ο蠛蛙浖O(shè)計(jì)的深入理解，還是建立在不斷實(shí)踐的基礎(chǔ)上，Scott說(shuō)自己每天堅(jiān)持一個(gè)小時(shí)用來(lái)寫Demo，那么我們是不是更應(yīng)該勤于鍵盤呢。對(duì)于接口和抽象類，請(qǐng)多用而知其然，多想而知其奧吧。
參考文獻(xiàn)：
（USA）Jeffrey Richter, Applied Microsoft .NET Framework Programming
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的[你必须知道的.NET] 第二回：对抽象编程：接口和抽象类的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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