C#之接口

转自佳园原文 C#之接口

本文意在巩固基础知识，并不是对其进行深入剖析，还望理解。
本文为原创文，难免会有一些小得瑕疵，敬请谅解。
所有示例均是博主测试过的，如有转载请标明出处，谢谢。

一、基础概念

在编程中，我们经常会用到接口，那什么是接口呢？
接口描述的是可属于任何类或结构的一组相关功能，所以实现接口的类或结构必须实现接口定义中指定的接口成员。
接口使用interface 关键字进行定义，可由方法、属性、事件、索引器或这四种成员类型的任意组合构成。

接口的特性：
1.接口类似于抽象基类，不能直接实例化接口；接口中的方法都是抽象方法，实现接口的任何非抽象类型都必须实现接口的所有成员：
当显式实现该接口的成员时，实现的成员不能通过类实例访问，只能通过接口实例访问。
当隐式实现该接口的成员时，实现的成员可以通过类实例访问，也可以通过接口实例访问，但是实现的成员必须是公有的。
2.接口不能包含常量、字段、运算符、实例构造函数、析构函数或类型、不能包含静态成员。
3.接口成员是自动公开的，且不能包含任何访问修饰符。
4.接口自身可从多个接口继承，类和结构可继承多个接口，但接口不能继承类。
为什么不能指定接口中方法的修饰符？
接口中的方法用来定义对象之间通信的契约，指定接口中的方法为私有或保护没有意义。它们默认为公有方法。

interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    class Program:IProgram
    {
         //显式实现接口成员
        void IProgram.Fun()
        {
            Console.WriteLine("I am Fun.");
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            IProgram p =new Program();  //声明一个接口实例，但不是对接口进行实例化
            p.Fun();
            Console.Read();
        }
    }

二、显式实现和隐式实现

上面提到，实现接口可以显式实现和隐式实现，那么这两种实现到底有什么优缺点呢？

一般情况，当类或者结构要实现的是单个接口，可以使用隐式实现。

如果类或者结构继承了多个接口且接口中具有相同名称成员时，就要用到显式实现，当显式实现方式存在时，隐式实现方式就失效了。

interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    interface IAProgram
    {
        void Fun();
    }
    class Program : IProgram, IAProgram
    {
        void IProgram.Fun()  //显式实现接口IProgram
        {
            Console.WriteLine("I am IProgram Fun.");
        }
        void IAProgram.Fun()  //显式实现接口IAProgram
        {
            Console.WriteLine("I am IAProgram Fun.");
        }
        //public void Fun()   //隐式实现接口
        //{
        //    Console.WriteLine("I am Program Fun.");
        //}
        staticvoid Main(string[] args)
        {
            //IProgram p = new Program();
            //p.Fun();
            //IAProgram ap = new Program();
            //ap.Fun();
            Program pro =new Program();
            ((IProgram)pro).Fun();
            ((IAProgram)pro).Fun();
            Console.Read();
        }
    }

结果为：I am IProgram Fun.
              I am IAProgram Fun.

三、继承

接口继承和类继承不同：首先，类继承不仅是说明继承，而且也是实现继承；而接口继承只是说明继承。
也就是说，派生类可以继承基类的方法实现，而派生的接口只继承了父接口的成员方法说明，而没有继承父接口的实现，
其次，C#中类继承只允许单继承，但是接口继承允许多继承，一个子接口可以有多个父接口。
接口可以从零或多个接口中继承。从多个接口中继承时，用":"后跟被继承的接口名字，多个接口名之间用","分割。
被继承的接口应该是可以访问得到的，比如从private 类型或internal 类型的接口中继承就是不允许的。
接口不允许直接或间接地从自身继承。和类的继承相似，接口的继承也形成接口之间的层次结构。

    interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    interface IAProgram:IProgram
    {
        
    }
    class Program :  IAProgram
    {
        void IProgram.Fun()
        {
            Console.WriteLine("I am IProgram Fun.");
        }
        staticvoid Main(string[] args)
        {
            Program pro =new Program();
            ((IAProgram)pro).Fun();
            Console.Read();
        }
    }

四、接口的覆盖

由于接口的实现没有方法体，抽象方法也没有方法体，那么当我们在接口的实现方法里调用抽象方法时，会如何执行呢？

    interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    abstractclass AProgram : IProgram
    {
        public abstract void AFun();
        void IProgram.Fun()
        {
            AFun();
        }
    }
    class Program:AProgram
    {
        public override void AFun()
        {
            Console.WriteLine("I am AProgram.");
        }
        staticvoid Main(string[] args)
        {
            IProgram pro =new Program();
            pro.Fun();
            Console.Read();
        }
    }
//结果：I am Aprogram.

通过断点，可以看到，当执行pro.Fun();时，首先会跳到接口的实现方法里，然后去调用抽象函数的实现方法，当抽象函数的方法实现后，再回到接口的实现方法，直到执行完成。

当我们在实现接口的方法里调用虚函数呢？

    interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    class AProgram : IProgram
    {
        public virtual void AFun()    //注意这里是虚函数
        {
            Console.WriteLine("I am virtual AFun.");
        }
        void IProgram.Fun()
        {
            AFun();
        }
    }
    class Program:AProgram
    {
        public override void AFun()  //这里是Override重写
        {
            Console.WriteLine("I am override AFun.");
        }
        staticvoid Main(string[] args)
        {
            IProgram pro =new Program();
            pro.Fun();
            Console.Read();
        }
    }

这时，我们发现，执行的顺序和上一个例子是相同的。所以结果为：I am override AFun.
由此，我们可以继续联想，当我们把override关键字，换成new呢？是不是也是同样的结果，还是和我们以前讲的例子一样，是隐藏呢？

我们把上面的例子进行改进：

interface IProgram
    {
        void Fun();
    }
    class AProgram : IProgram
    {
        public virtual void AFun()
        {
            Console.WriteLine("I am virtual AFun.");
        }
        void IProgram.Fun()
        {
            AFun();
        }
    }
    class Program:AProgram
    {
        public new void AFun()
        {
            Console.WriteLine("I am new AFun.");
        }
        staticvoid Main(string[] args)
        {
            Program pro =new Program();
            ((IProgram)pro).Fun();
            pro.AFun();
            Console.Read();
        }
    }

结果为：I am virtual AFun.
              I am new AFun.

 

五、结论

由于前面已经讲过了，这里不在对此进行分析，由此我们可知使用New关键字是对其进行隐藏，当对接口实现的方法里调用的是虚方法时，和类的执行过程是一样的。
接口和抽象类的区别：
接口用于规范，抽象类用于共性。
接口中只能声明方法，属性，事件，索引器。而抽象类中可以有方法的实现，也可以定义非静态的类变量。
抽象类是类，所以只能被单继承，但是接口却可以一次实现多个。
抽象类可以提供某些方法的部分实现，接口不可以。
抽象类的实例是它的子类给出的。接口的实例是实现接口的类给出的。
在抽象类中加入一个方法，那么它的子类就同时有了这个方法。而在接口中加入新的方法，那么实现它的类就要重新编写（这就是为什么说接口是一个类的规范了）。
接口成员被定义为公共的，但抽象类的成员也可以是私有的、受保护的、内部的或受保护的内部成员（其中受保护的内部成员只能在应用程序的代码或派生类中访问）。
此外接口不能包含字段、构造函数、析构函数、静态成员或常量。

C#中的接口和类有什么异同：
异：
不能直接实例化接口。
接口不包含方法的实现。
接口可以实现多继承，而类只能是单继承。
类定义可在不同的源文件之间进行拆分。
同：
接口、类和结构可从多个接口继承。
接口类似于抽象基类：继承接口的任何非抽象类型都必须实现接口的所有成员。
接口可以包含事件、索引器、方法和属性。
一个类可以实现多个接口。