【温故知新】c#抽象类abstract与接口interface

 1、什么是抽象类

先来看MSDN对抽象类描述:

抽象类是一些留有部分或全部成员未实现的类,以便可以由派生类来提供实现。

在面向对象的编程中,抽象类用作层次结构的基类,并表示不同对象类型组的通用功能。 正如名称“抽象”所暗指的,抽象类通常不会直接与问题域中的具体实体对应。 不过,抽象类会表示多个不同的具体实体之间的共同之处。

仅当存在已声明但未定义的抽象方法时,才会将类视为抽象类。 因此,具有抽象方法的类并不一定是抽象类。 除非类具有未定义的抽象方法,否则不要使用 AbstractClass 特性。

一个类只能从一个抽象(或任何其他类型)类继承。

那抽象又是什么呢?例如:汽车,卡车,电动车都可以抽象为车子,直升机,客机,战斗机,都可以抽象成飞机,而车子和飞机,都可以抽象成交通工具,逐步脱去“个性”,保留“共性”,这就是抽象,这也是面向对象多态继承的一部分。

当一个类抽象到其方法需要到子类中实现的时候,就应该使用抽象类而不是派生类。例如:直升机和客机,都能飞,但是在继承之前,你不知道飞机到底使用螺旋桨飞,还是用涡扇发动机飞,所以只能抽象成抽象类。

2、什么是接口

先来看MSDN的描述:

接口包含 类 或 结构 可以实现相关一组功能的定义。

由于C#语言不支持多重继承,但是可以实现多个借口,所以该功能很重要。

接口不能包含常数、字段、运算符、实例构造函数、析构函数或类型。 接口成员将自动是公共的,因此,它们不会包含任何访问修饰符。 成员也不能是 静态。

若要实现接口成员,实现的选件类的相应成员必须是公共的,非静态的,并且具有名称和签名和接口成员相同。

小时候玩过拼图,每个小图片通过卡扣一个个连接起来成为一幅图,这个小卡扣就是非常形象的“接口”,一个庞大的系统,也是通过每个模块的接口拼接起来的。

可以这么理解,一个接口就是一个类实现外界公布的方法约定,使我们知道这个类肯定有这么一个方法来实现我们的需求

例如:我们都知道汽车有“油门”,我们不用管这个车子是电动还是汽油还是柴油,不管用的什么高级还是低级发动机,只要轻轻踩一脚,车子就可以动起来,对外界来说,“油门”就相当于一个接口,汽车实现了这个接口,我们就知道可以通过踩油门来启动汽车。那如果哪天自行车也实现了“油门”,我们也不管那么多这自行车内部到底是怎么实现的(我不想知道也不用知道,对于消费者来说,和我无关),反正踩自行车的油门,自行车肯定就会自己动起来了。

所以接口是具有普遍“共性”的方法约定。

3、什么时候使用抽象类,接口?

直接看一段以“硬盘”为抽象的代码场景演示:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace AbstractAndInterface
{
    /// <summary>
    /// 通用USB接口,插到电脑上,电脑只认这个方法,来读取插入东西的数据,对于其他东西都不管
    /// </summary>
    public interface USB_Interface
    {
        string USBReadData();
    }

    /// <summary>
    /// 通用蓝牙接口,开启蓝牙之后,电脑只认这个方法,来读取插入东西的数据,对于其他东西都不管
    /// </summary>
    public interface BlueTooth_Interface
    {
        string BlueToothReadData();
    }

    /// <summary>
    /// 硬盘抽象类
    /// </summary>
    public abstract class Disk
    {
        //抽象方法读数据,因为子类读取方法不能确定(HDD磁盘寻道,SSD闪存颗粒直接读),所以声明抽象函数,那么这个类肯定就要声明为抽象类。
        public abstract string ReadData();
    }

    /// <summary>
    /// 实现了通过USB和蓝牙传输数据的接口
    /// </summary>
    public class SSD_Disk : Disk, USB_Interface, BlueTooth_Interface
    {
        public override string ReadData()
        {
            return "SSD通过闪存颗粒超高速读数据!";
        }

        public string USBReadData()
        {
            return "通过USB数据传输:" + ReadData();
        }

        public string BlueToothReadData()
        {
            return "通过BlueTooth数据传输:" + ReadData();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 实现了通过USB和蓝牙传输数据的接口
    /// </summary>
    public class HDD_Disk : Disk, USB_Interface, BlueTooth_Interface
    {
        public override string ReadData()
        {
            return "HDD通过磁性碟片读数据!";
        }
        public string USBReadData()
        {
            return "通过USB数据传输:" + ReadData();
        }

        public string BlueToothReadData()
        {
            return "通过BlueTooth数据传输:" + ReadData();
        }
    }

    public class Computer
    {
        /// <summary>
        /// 电脑只管通过接口来读取数据,不管你是什么设备,反正返回给我数据就行。
        /// </summary>
        /// <param name="usbDevice"> 实现usb接口的设备</param>
        /// <returns></returns>
        public string ReadUSB(USB_Interface usbDevice)
        {
            return usbDevice.USBReadData();
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            USB_Interface ssd = new SSD_Disk();
            USB_Interface hdd = new HDD_Disk();
            Computer computer = new Computer();
            Console.WriteLine(computer.ReadUSB(ssd));
            Console.WriteLine(computer.ReadUSB(hdd));
        }
    }

}

对以上代码,我的总结如下:

1、Computer类通过USB_Interface来读取设备数据,这样这个USB设备对于Computer类来说是透明的(Disk没有曝光),Computer也不需要知道具体的类,只知道调用这个接口,你返回给我数据就行,提高内聚,低耦合,否则,如果有新的不是继承自Disk类的存储设备,Computer类岂不是要新写一个方法读取数据?

2、通过接口,我们能够很方便的对类进行功能扩展以及功能组合。否则使用抽象类,多一个功能就要继承一次,代码工作量非常大,子类划分也非常不明显

例如:

    /// <summary>
    /// 硬盘抽象类
    /// </summary>
    public abstract class Disk
    {
        //抽象方法读数据,因为子类读取方法不能确定(HDD磁盘寻道,SSD闪存颗粒直接读),所以声明抽象函数,那么这个类肯定就要声明为抽象类。
        public abstract string ReadData();
    }

    public abstract class UsbDisk : Disk
    {
        public abstract string USBReadData();
    }

    public abstract class BlueToothDisk : Disk
    {
        public abstract string BlueToothReadData();
    }

    public abstract class BlueToothAndUsbDisk : Disk
    {
        public abstract string USBReadData();
        public abstract string BlueToothReadData();
    }

3个不同功能的Disk产品的继承(类只能单继承),这还没有具体实现就已经感觉很复杂了,那如果要分别实现SSD和HDD,就更加复杂了。

在设计之初就应该发现,USB与BlueTooth其实和Disk没有太大的关联(是普遍产品具有的“共性”方法约定),它是一种外部数据通讯方式,应该提取为接口。但如果是Disk内部某两个部件之间的数据流通方法(子类实现方式不同),则可以定义为抽象函数。

3、面向接口编程,如果哪天蹦出一个新的存储设备,电脑不用做任何改变(新设备原理什么的我都不管,反正我调用接口,你就要返回给我数据),也可以直接读取新设备的数据(实际上USB通用接口的原理也是这样)。

最后看看MSDN上的总结:

  • 如果预计要创建组件的多个版本,则创建抽象类。抽象类提供简单易行的方法来控制组件版本。通过更新基类,所有继承类都随更改自动更新。另一方面,接口一旦创建就不能更改。如果需要接口的新版本,必须创建一个全新的接口。
  • 如果创建的功能将在大范围的全异对象间使用,则使用接口。抽象类应主要用于关系密切的对象,而接口最适合为不相关的类提供通用功能。
  • 如果要设计小而简练的功能块,则使用接口。如果要设计大的功能单元,则使用抽象类。
  • 如果要在组件的所有实现间提供通用的已实现功能,则使用抽象类。抽象类允许部分实现类,而接口不包含任何成员的实现。
posted @ 2015-06-22 20:36  leestar54  阅读(468)  评论(0编辑  收藏  举报