《CLR Via C# 第3版》笔记之(十五) - 接口

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《CLR Via C# 第3版》笔记之(十五) - 接口

zting科技 2017-10-15 10:46:00 浏览798

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 

1. 接口的继承

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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using System;
 
sealed class CLRviaCSharp_15
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Sub s = new Sub();
        // 类Sub自身的Show方法
        s.Show();
        // 类Base的Show方法,即继承自IShowMessage的Show方法
        ((Base)s).Show();
        // 类Base继承自IShowMessage的Show方法
        ((IShowMessage)s).Show();
        Console.WriteLine("=============================");
        Sub2 s2 = new Sub2();
        // 类Sub2自身的Show方法,即继承自IShowMessage的Show方法
        s2.Show();
        // 类Base的Show方法
        ((Base)s2).Show();
        // 类Sub2继承自IShowMessage的Show方法
        ((IShowMessage)s2).Show();
 
        Console.ReadKey();
    }
}
 
interface IShowMessage
{
    void Show();
}
 
class Base : IShowMessage
{
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("IShowMessage");
    }
}
 
 
/// <summary>
/// 当子类继承父类后,父类继承的接口也一并继承了过来
/// </summary>
class Sub : Base
{
    // 类Sub本身的Show方法,与Base中继承IShowMessage的Show无关
    public new void Show()
    {
        Console.WriteLine("Sub");
    }
}
 
/// <summary>
/// 子类继承父类后,子类可以再次继承父类已经继承的接口
/// </summary>
class Sub2 : Base, IShowMessage
{
    // 类Sub2继承IShowMessage的Show方法,
    // 与Base中继承IShowMessage的Show无关
    public new void Show()
    {
        Console.WriteLine("Sub2");
    }

2. 显式接口

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。

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class Base : IShowMessage
{
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("Base");
    }
     
    void IShowMessage.Show()
    {
        Console.WriteLine("IShowMessage");
    }
}

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。

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Base b = new Base();
b.Show();
((IShowMessage)b).Show();

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。

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interface IShowMessage
{
    void Show();
}
 
interface IPrintMessage
{
    void Show();
}
 
class Base : IShowMessage, IPrintMessage
{
    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("Base");
    }
     
    void IShowMessage.Show()
    {
        Console.WriteLine("IShowMessage");
    }
 
    void IPrintMessage.Show()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

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:

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using System;
 
sealed class CLRviaCSharp_15
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Base b = new Base();
        b.Show(10);
 
        Console.ReadKey();
    }
}
 
interface IShowMessage
{
    void Show(Object o);
}
 
class Base : IShowMessage
{
    #region IShowMessage Members
 
    public void Show(object o)
    {
        Console.WriteLine(o.ToString());
    }
 
    #endregion
}

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

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.method private static hidebysig
    void Main (
        string[] args
    ) cil managed
{
    // Method begins at RVA 0x217c
    // Code size 28 (0x1c)
    .maxstack 2
    .entrypoint
    .locals init (
        [0] class Base b
    )
 
    IL_0000: nop
    IL_0001: newobj instance void Base::.ctor()
    IL_0006: stloc.0
    IL_0007: ldloc.0
    IL_0008: ldc.i4.s 10
    IL_000a: box int32
    IL_000f: callvirt instance void Base::Show(object)
    IL_0014: nop
    IL_0015: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
    IL_001a: pop
    IL_001b: ret
} // End of method CLRviaCSharp_15.Main

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:

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using System;
 
sealed class CLRviaCSharp_15
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Base b = new Base();
        b.Show(10);
 
        Console.ReadKey();
    }
}
 
interface IShowMessage
{
    void Show(Object o);
}
 
class Base : IShowMessage
{
    public void Show(int i)
    {
        Console.WriteLine(i.ToString());
    }
 
    #region IShowMessage Members
 
    void IShowMessage.Show(object o)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
 
    #endregion
}

查看Main函数的IL代码,已经没有了之前的装箱操作

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.method private static hidebysig
    void Main (
        string[] args
    ) cil managed
{
    // Method begins at RVA 0x217c
    // Code size 23 (0x17)
    .maxstack 2
    .entrypoint
    .locals init (
        [0] class Base b
    )
 
    IL_0000: nop
    IL_0001: newobj instance void Base::.ctor()
    IL_0006: stloc.0
    IL_0007: ldloc.0
    IL_0008: ldc.i4.s 10
    IL_000a: callvirt instance void Base::Show(int32)
    IL_000f: nop
    IL_0010: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
    IL_0015: pop
    IL_0016: ret
} // End of method CLRviaCSharp_15.Main

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。

3. 泛型接口和约束

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<Int32>接口相比,后者提供了类型安全检查。

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int x = 1;
IComparable c1 = x;
// 编译通过,但是运行时异常
c1.CompareTo("2");
 
IComparable<Int32> c2 = x;
// 编译不通过,类型不匹配
c2.CompareTo("2");

2. 减少装箱次数

还是用IComparable接口和IComparable<Int32>接口做比较。

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int x = 1, y = 2;
// 此处装箱一次 (x装箱)
IComparable c1 = x;
// 此处装箱一次 (y装箱)
c1.CompareTo(y);
 
// 此处装箱一次 (x装箱)
IComparable<Int32> c2 = x;
// 此处不用装箱,因为类型参数T为Int32
c2.CompareTo(y);

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

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class MyClass : IComparable<Int32>,IComparable<string>
{
    #region IComparable<int> Members
 
    public int CompareTo(int other)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
 
    #endregion
 
    #region IComparable<string> Members
 
    public int CompareTo(string other)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
 
    #endregion
}

4. 接口和基类

“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。

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interface IShowMessage
{
    void Show(Object o);
}
 
class ShowMessage : IShowMessage
{
    #region IShowMessage Members
 
    public void Show(object o)
    {
        Console.WriteLine(o.ToString());
    }
 
    #endregion
}
 
class MyClass : ShowMessage , IShowMessage
{
}
标签: CLR via C#笔记


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