《CLR Via C# 第3版》笔记之（十五） - 接口

接口（interface）和类（class）是CLR中应用最为广泛的两个概念。灵活的应用接口，可以构造出各种经典的设计模式。

接口的语法并不复杂，本篇主要记录接口中一些容易忽略的地方，以及如何更好的使用接口。

主要内容：

接口的继承

显式接口

泛型接口和约束

接口和抽象类 

当子类继承父类后，父类继承的接口也一并继承了过来。如下例中的类Sub

当子类继承父类后，子类可以再次继承父类已经继承的接口。如下例中的类Sub2

这两者的区别在对接口方法调用，参见下面代码中的注释。

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<code>using</code> <code>System;</code>

<code>sealed</code> <code>class</code> <code>CLRviaCSharp_15</code>

<code>{</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>void</code> <code>Main(</code><code>string</code><code>[] args)</code>

<code>    </code><code>{</code>

<code>        </code><code>Sub s =</code><code>new</code> <code>Sub();</code>

<code>        </code><code>// 类Sub自身的Show方法</code>

<code>        </code><code>s.Show();</code>

<code>        </code><code>// 类Base的Show方法，即继承自IShowMessage的Show方法</code>

<code>        </code><code>((Base)s).Show();</code>

<code>        </code><code>// 类Base继承自IShowMessage的Show方法</code>

<code>        </code><code>((IShowMessage)s).Show();</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"============================="</code><code>);</code>

<code>        </code><code>Sub2 s2 =</code><code>new</code> <code>Sub2();</code>

<code>        </code><code>// 类Sub2自身的Show方法，即继承自IShowMessage的Show方法</code>

<code>        </code><code>s2.Show();</code>

<code>        </code><code>// 类Base的Show方法</code>

<code>        </code><code>((Base)s2).Show();</code>

<code>        </code><code>// 类Sub2继承自IShowMessage的Show方法</code>

<code>        </code><code>((IShowMessage)s2).Show();</code>

<code>        </code><code>Console.ReadKey();</code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>}</code>

<code>interface</code> <code>IShowMessage</code>

<code>    </code><code>void</code> <code>Show();</code>

<code>class</code> <code>Base : IShowMessage</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>Show()</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"IShowMessage"</code><code>);</code>

<code>/// &lt;summary&gt;</code>

<code>/// 当子类继承父类后，父类继承的接口也一并继承了过来</code>

<code>/// &lt;/summary&gt;</code>

<code>class</code> <code>Sub : Base</code>

<code>    </code><code>// 类Sub本身的Show方法，与Base中继承IShowMessage的Show无关</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>new</code> <code>void</code> <code>Show()</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"Sub"</code><code>);</code>

<code>/// 子类继承父类后，子类可以再次继承父类已经继承的接口</code>

<code>class</code> <code>Sub2 : Base, IShowMessage</code>

<code>    </code><code>// 类Sub2继承IShowMessage的Show方法，</code>

<code>    </code><code>// 与Base中继承IShowMessage的Show无关</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"Sub2"</code><code>);</code>

<code>} </code>

在上例中，类Base继承IShowMessage之后，就不能定义与 IShowMessage中签名相同的方法了。

如上例中，类Base无法再定义与方法Show相同签名的方法了。

为了解决这种情况，C#中还提供了显式接口的定义方法。

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"Base"</code><code>);</code>

<code>    </code> 

<code>    </code><code>void</code> <code>IShowMessage.Show()</code>

这样，如果要调用IShowMessage.Show()方法，必须将Base类的实例转型成IShowMessage才行。

<code>Base b =</code><code>new</code> <code>Base();</code>

<code>b.Show();</code>

<code>((IShowMessage)b).Show();</code>

显示接口的作用主要如下：

1. 当两个接口有签名相同的方法时，一个类可以通过显示接口的方式来同时继承这两个接口。

<code>interface</code> <code>IPrintMessage</code>

<code>class</code> <code>Base : IShowMessage, IPrintMessage</code>

<code>    </code><code>void</code> <code>IPrintMessage.Show()</code>

<code>        </code><code>throw</code> <code>new</code> <code>NotImplementedException();</code>

2. 通过显式接口来增强类型安全性，从而减少装箱操作，提高性能

首先是实现隐式接口的例子：

<code>        </code><code>Base b =</code><code>new</code> <code>Base();</code>

<code>        </code><code>b.Show(10);</code>

<code>    </code><code>void</code> <code>Show(Object o);</code>

<code>    </code><code>#region IShowMessage Members</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>Show(</code><code>object</code> <code>o)</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(o.ToString());</code>

<code>    </code><code>#endregion</code>

在调用b.Show(10)时发生装箱操作，通过以下的IL代码(IL_00a)可以看出

<code>.method private static hidebysig</code>

<code>    </code><code>void Main (</code>

<code>        </code><code>string[] args</code>

<code>    </code><code>) cil managed</code>

<code>    </code><code>// Method begins at RVA 0x217c</code>

<code>    </code><code>// Code size 28 (0x1c)</code>

<code>    </code><code>.maxstack 2</code>

<code>    </code><code>.entrypoint</code>

<code>    </code><code>.locals init (</code>

<code>        </code><code>[0] class Base b</code>

<code>    </code><code>)</code>

<code>    </code><code>IL_0000: nop</code>

<code>    </code><code>IL_0001: newobj instance void Base::.ctor()</code>

<code>    </code><code>IL_0006: stloc.0</code>

<code>    </code><code>IL_0007: ldloc.0</code>

<code>    </code><code>IL_0008: ldc.i4.s 10</code>

<code>    </code><code>IL_000a: box int32</code>

<code>    </code><code>IL_000f: callvirt instance void Base::Show(object)</code>

<code>    </code><code>IL_0014: nop</code>

<code>    </code><code>IL_0015: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()</code>

<code>    </code><code>IL_001a: pop</code>

<code>    </code><code>IL_001b: ret</code>

<code>} // End of method CLRviaCSharp_15.Main</code>

通过显示实现接口，可以在类Base中定义输出int型的Show方法，代码如下：

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>Show(</code><code>int</code> <code>i)</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(i.ToString());</code>

<code>    </code><code>void</code> <code>IShowMessage.Show(</code><code>object</code> <code>o)</code>

查看Main函数的IL代码，已经没有了之前的装箱操作

<code>    </code><code>// Code size 23 (0x17)</code>

<code>    </code><code>IL_000a: callvirt instance void Base::Show(int32)</code>

<code>    </code><code>IL_000f: nop</code>

<code>    </code><code>IL_0010: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()</code>

<code>    </code><code>IL_0015: pop</code>

<code>    </code><code>IL_0016: ret</code>

显式接口还有一点需要注意的地方是，显式接口不能由派生类调用。

泛型是之前看过的概念，在接口中使用泛型，同样可以获得泛型带给我们的种种好处。

1. 提供类型安全性

比如IComparable接口和IComparable&lt;Int32&gt;接口相比，后者提供了类型安全检查。

<code>int</code> <code>x = 1;</code>

<code>IComparable c1 = x;</code>

<code>// 编译通过，但是运行时异常</code>

<code>c1.CompareTo(</code><code>"2"</code><code>);</code>

<code>IComparable&lt;Int32&gt; c2 = x;</code>

<code>// 编译不通过，类型不匹配</code>

<code>c2.CompareTo(</code><code>"2"</code><code>);</code>

2. 减少装箱次数

还是用IComparable接口和IComparable&lt;Int32&gt;接口做比较。

<code>int</code> <code>x = 1, y = 2;</code>

<code>// 此处装箱一次 (x装箱)</code>

<code>// 此处装箱一次 (y装箱)</code>

<code>c1.CompareTo(y);</code>

<code>// 此处不用装箱，因为类型参数T为Int32</code>

<code>c2.CompareTo(y);</code>

3. 一个类可以实现同泛型参数类型不同的同一个接口，如下所示

<code>class</code> <code>MyClass : IComparable&lt;Int32&gt;,IComparable&lt;</code><code>string</code><code>&gt;</code>

<code>    </code><code>#region IComparable&lt;int&gt; Members</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>int</code> <code>CompareTo(</code><code>int</code> <code>other)</code>

<code>    </code><code>#region IComparable&lt;string&gt; Members</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>int</code> <code>CompareTo(</code><code>string</code> <code>other)</code>

“接口和基类的关系，以及何时使用接口，何时使用基类。”是在设计时经常需要考虑的问题。

已经有很多文章对此进行了讨论，这里要说的是这两件事可以同时做。

即：定义一个接口，同时提供一个实现了这个接口的基类。

.net Framework中的就有这样的例子，比如IComparable接口就有Comparable类提供的默认实现。

比如下面的例子，即使MyClass中没有实现IShowMessage的代码也无所谓，因为ShowMessage提供了默认实现。

<code>class</code> <code>ShowMessage : IShowMessage</code>

<code>class</code> <code>MyClass : ShowMessage , IShowMessage</code>

本文转自wang_yb博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/wang_yb/archive/2011/07/28/2119737.html，如需转载请自行联系原作者