C#编程利器之三:接口(Interface)

     C#接口是一个让很多初学者容易迷糊的东西，用起来好象很简单，定义接口，然后在里面定义方法，通过继承与他的子类来完成具体的实现。但没有真正认识接口的作用的时候就觉得用接口是多此一举，当然你这样想是绝对错误的。在软件设计中有一个非常重要的原则就是：面向接口编程，依赖与接口或抽象层。可见接口在真正的开发中是多么的重要。

 

      在之前C#编程利器之一:类(Class)一文里介绍了类的相关知识，本文主要介绍OO编程中的另一个重要知识点--接口。在某种程度上说，接口也是类，一种特殊的类或抽象类。 更准确说接口只包含方法、委托或事件的签名。方法的实现是在实现接口的类中完成的[MSDN]。

 

一、接口的定义

     如上MSDN上对接口的定义，接口只包含方法、委托或事件的签名。这句话用更通俗点的解释便是，接口只是负责完成定义的操作，而不去实现具体的细节。如下面的IPlayer接口，它是一个玩游戏的接口，里面只是定义了相应的方法，而不带方法的具体实现，代码如下：

 1/**//// <summary>
 2/// 玩游戏接口
 3/// </summary>
 4public interface IPlayer
 5{
 6    /**//// <summary>
 7    /// 获取玩家的名字
 8    /// </summary>
 9    /// <returns>玩家的名字</returns>
    string GetName();

    /**//// <summary>
    /// 由Player决定出什么手势
    /// </summary>
    /// <returns>本接口定义的三个常量之一</returns>
    string Show();
}

     以上就是一个典型的接口的定义。定义了一个名为IPlayer的接口，内部定义了两个方法GetName和Show。除了在接口里定义方法以外，我们还可以定义属性、索引及事件等，详细请查看MSDN上的定义或是相关书籍，这里以属性为例简单介绍下，在接口里只能定义不实现，具体的实现是交给其子类去完成的，那么属性应该怎么定义呢？

 

     通常我们定义属性如下：

/**//// <summary>
/// 定义_Name属性,并提供get;set属性访问器
/// </summary>
private string _Name;
public string Name
{
    get { return _Name; }
    set { _Name = value; }
}

 

     那么在接口中又是怎么定义属性，并让其子类去实现呢？如下代码段：

 1/**//// <summary>
 2/// 定义接口,并在接口里定义一名为Name的属性
 3/// </summary>
 4public interface IAttribute
 5{
 6    string Name { get;set;}
 7}
 8/**//// <summary>
 9/// 定义一个类去继承IAttribute接口,并实现其属性
/// </summary>
public class Component : IAttribute
{
    public string Name
    {
        get
        {
            return "张三";
        }
        set
        {
            this.Name = value;
        }
    }
}

 

二、接口的实现

     在本文开始部分曾经说过，接口只负责定义，不负责实现，具体的实现是交给他的子类去完成的。 OK，现在我们就以上面定义的玩游戏的接口IPlayer为例，来简单的介绍下接口的实现。

     就拿我的趣味编程中的玩剪刀石头布的案例来说吧，爷爷和奶奶从小就教授小孙子各中东西，其中玩趣味游戏就他们常有的事，可小孙子还小不知道变换，每次都出剪刀，这样能赢他爷爷吗？有了这个分析，我们可以怎么做呢？上面定义了接口，我们是不是直接去实现这个接口便OK了。爷爷和小孙子玩游戏，那么就定义两个类去继承IPlayer接口。代码如下：

/**//// <summary>
/// 出手动作状态
/// </summary>
public class Options
{
    public static readonly string JIANDAO = "剪刀";
    public static readonly string SHITOU = "石头";
    public static readonly string BU = "布";
}

 

    游戏里只会出现这三种动作状态，所以我们可以进行封装，这里是通过类封装的，当然我们也可以通过别的相关技术来封装，比如在本系列第二篇文章《C#编程利器之二:结构与枚举(Structure and enumeration)》 里介绍的结构与枚举，本例中所出现的这三中不变的状态完全可以使用结构或枚举来封装，详细请阅读上篇文章。下面是定义爷爷（Grandpa）类和孙子（Grandson）类去实现接口（IPlayer）了。代码如下：

 1/**//// <summary>
 2/// 爷爷--玩家之一
 3/// </summary>
 4public class Grandpa:IPlayer
 5{
 6    public string GetName()
 7    {
 8        return "爷爷";
 9    }

    public string Show()
    {
        Random random = new Random();
        int i = (int)(random.Next() * 1000) % 3;
        switch (i)
        {
            case 0: return Options.JIANDAO;
            case 1: return Options.SHITOU;
            default: return Options.BU;
        }
    }
}

 

 1/**//// <summary>
 2/// 孙子--玩家之一
 3/// </summary>
 4public class Grandson:IPlayer
 5{
 6    public string GetName()
 7    {
 8        return "孙子";
 9    }

    public string Show()
    {
        return Options.JIANDAO;
    }
}

     如上，我们的GrandPa和GrandSon就实现了接口IPlayer，如下图示：

                       

 

三、接口的继承

     关于这点这里就不作详细的介绍，只需要记住有这样一句话就万岁了：“一个接口可从一个或多个基接口继承”。示意性代码：

interface IA { }
interface IB:IA { }
interface IC : IA, IB { }
interface ID : IA, IB, IC { }

 

四、接口的特性

     接口除了可以包含方法之外，还可以包含属性、索引器、事件等，而且这些成员都被定义为公有的。除此之外，不能包含任何其他的成员，例如：常量、域、构造函数、析构函数、静态成员。一个类可以直接继承多个接口，但只能直接继承一个类（包括抽象类）。

     从类型上来说接口是引用类型的，类似于类,和抽象类的相似之处有三点：

      1、不能实例化；
      2、包含未实现的方法声明；
      3、派生类必须实现未实现的方法，抽象类是抽象方法，接口则是所有成员（不仅是方法包括其他成员）；

 

五、接口与回调

     通常情况下，我们创建一个对象，并马上直接去使用它的方法。然而，在有些情况下，希望能在某个场景出现后或条件满足时才调用此对象的方法。回调就可以解决这个“延迟调用对象方法”的问题。这个被调用方法的对象称为回调对象。

     首先创建一个回调对象,然后再创建一个控制器对象,将回调对象需要被调用的方法告诉控制器对象.控制器对象负责检查某个场景是否出现或某个条件是否满足.当此场景出现或此条件满足时,自动调用回调对象的方法.示意性代码如下：

 1using System;
 2using System.Collections.Generic;
 3using System.Text;
 4
 5namespace CallBack
 6{
 7    class Program
 8    {
 9        static void Main(string[] args)
        {
            //创建一个控制器对象，将提供给它的回调对象传入 
            Resolve resolve = new Resolve(new PlayBasketball());
            resolve.Play();

            resolve = new Resolve(new PlayFootball());
            resolve.Play();
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 定义一个接口--回调对象
    /// </summary>
    public interface IPlayer
    {
        void Play();
    }

    /**//// <summary>
    /// 篮球 
    /// </summary>
    public class PlayBasketball:IPlayer
    {
        public void Play()
        {
            Console.WriteLine("玩篮球");
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 足球
    /// </summary>
    public class PlayFootball : IPlayer
    {
        public void Play()
        {
            Console.WriteLine("玩足球");
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 控制角色--控制器对象
    /// </summary>
    public class Resolve 
    {
        //持有一个接口的引用,通过构造方法初始化
        private IPlayer player;
        public Resolve(IPlayer player)
        {
            this.player = player;
        }

        public void Play()
        {
            player.Play();
        }
    }
}

 

关于接口的相关知识点本文就介绍于此，更详细的学习接口这门功夫请大家查阅相关资料。

 

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