C# - 接口(Interface)

本文关键字：Interface 接口 | 更新日期: 2023-09-12 17:38:34

在人类世界中，两个或多个人类之间的契约约束他们按照契约行事。同样，接口包括相关功能的声明。实现接口的实体必须提供声明功能的实现。

在 C# 中，可以使用 interface 关键字定义接口。接口可以包含方法、属性、索引器和事件的声明。但是，它不能包含实例字段。

以下接口声明了文件操作的一些基本功能。

Example: C# Interface

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}

上面声明了一个名为 IFile .(建议在接口开头以字母"I"开头的接口名称，以便很容易知道这是一个接口而不是一个类。IFile接口包含两种方法，ReadFile() 和 WriteFile(string) 。

Note：

  • 接口可以包含方法、属性、索引器和事件的声明。
  • C# 8.0 支持具有实现主体的默认接口方法。
  • 接口不能包含构造函数和字段。
  • 接口成员默认为 abstract 和 public 。
  • 不能将访问修饰符应用于接口成员。尽管 C# 8.0 及更高版本，但在某些情况下，可以使用私有、受保护、内部、公共、虚拟、抽象、密封、静态、外部和部分修饰符。

实现接口

类或结构可以使用冒号:实现一个或多个接口。在插入接口时，必须覆盖接口的所有成员。

Syntax:

class ClassName : InterfaceName
{
}

例如，以下 FileInfo 类实现了 IFile 接口，因此它应该覆盖 IFile 的所有成员。

Example: Interface Implementation

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}
class FileInfo : IFile
{
    public void ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }
    public void WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}

在上面的示例中，FileInfo 类实现了 IFile 接口。它使用公共访问修饰符覆盖IFile接口的所有成员。FileInfo类还可以包含接口成员以外的成员。

注意：接口成员必须使用 public 修饰符实现;否则，编译器将给出编译时错误。

您可以创建类的对象并将其分配给接口类型的变量，如下所示。

Example: Interface Implementation

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        FileInfo file2 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 
        file2.ReadFile(); 
        file2.WriteFile("content"); 
    }
}

上面，我们创建了 FileInfo 类的对象，并将其分配给IFile类型变量和FileInfo类型变量。隐式实现接口时，可以使用IFile类型变量以及FileInfo类型变量访问IFile成员。

显式实现

可以使用<InterfaceName>.<MemberName>显式实现接口。当类实现多个接口时，显式实现很有用;因此，它更具可读性并消除了混乱。如果接口巧合地具有相同的方法名称，这也很有用。

注意：不要在显式实现中使用公共修饰符。它将给出编译时错误。

Example: Explicit Implementation

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}
    
class FileInfo : IFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }
    void IFile.WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}

显式实现接口时，只能通过接口类型的实例访问接口成员。

Example: Explicit Implementation

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}
class FileInfo : IFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }
    void IFile.WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
    public void Search(string text)
    {
        Console.WriteLine("Searching in file");
    }
}
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        FileInfo file2 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 
        //file1.Search("text to be searched")//compile-time error 
        
        file2.Search("text to be searched");
        //file2.ReadFile(); //compile-time error 
        //file2.WriteFile("content"); //compile-time error 
    }
}

在上面的例子中，file1对象只能访问IFile的成员，而file2只能访问FileInfo类的成员。这是显式实现的限制。

实现多个接口

一个类或结构可以实现多个接口。它必须提供所有接口的所有成员的实现。

Example: Implement Multiple Interfaces

interface IFile
{
    void ReadFile();
}
interface IBinaryFile
{
    void OpenBinaryFile();
    void ReadFile();
}
class FileInfo : IFile, IBinaryFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading Text File");
    }
    void IBinaryFile.OpenBinaryFile()
    {
        Console.WriteLine("Opening Binary File");
    }
    void IBinaryFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading Binary File");
    }
    public void Search(string text)
    {
        Console.WriteLine("Searching in File");
    }
}
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        IBinaryFile file2 = new FileInfo();
        FileInfo file3 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        //file1.OpenBinaryFile(); //compile-time error 
        //file1.SearchFile("text to be searched"); //compile-time error 
        
        file2.OpenBinaryFile();
        file2.ReadFile();
        //file2.SearchFile("text to be searched"); //compile-time error 
    
        file3.Search("text to be searched");
        //file3.ReadFile(); //compile-time error 
        //file3.OpenBinaryFile(); //compile-time error 
    }
}

上面，FileInfo实现了两个接口，IFile和显式IBinaryFile。建议在实现多个接口时显式实现接口，以避免混淆并提高可读性。

默认接口方法

到目前为止，我们了解到接口只能包含方法声明。C# 8.0 在具有具体实现的接口中添加了对虚拟扩展方法的支持。

虚拟接口方法也称为默认接口方法，不需要在类或结构中实现。

Example: Default Interface Methods

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
    void DisplayName()
    {
        Console.WriteLine("IFile");
    }
}

在上面的IFile界面中，DisplayName()是默认方法。对于实现 IFile 接口的所有类，实现将保持不变。请注意，类不会从其接口继承默认方法;因此，您无法使用类实例访问它。

Example: Interface Implementation

class FileInfo : IFile
{
    public void ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }
    public void WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 
        file1.DisplayName();
        FileInfo file2 = new FileInfo();
        //file2.DisplayName(); //compile-time error 
    }
}

Modifiers in Interfaces

C# 8.0 中的修饰符允许在接口中使用私有、受保护、内部、公共、虚拟、抽象、sealed、静态、外部和部分修饰符。

  • 所有接口成员的默认访问级别为 public 。
  • 声明包含主体的接口成员是virtual成员，除非使用了 sealed 或 private修饰符。
  • 接口的private或sealed函数成员必须具有实现正文。
    • 接口
  • 可以声明静态成员，可以通过接口名称访问这些成员。
<

注意：

  1. 接口可以包含方法、属性、索引器和事件的声明。
  2. 接口不能包含私有、受保护或内部成员。默认情况下，所有成员都是公共的。
  3. 接口不能包含字段和自动实现的属性。
  4. 类或结构可以隐式或显式实现一个或多个接口。隐式实现接口时使用 public 修饰符，而在显式实现的情况下不要使用它。
  5. 使用 InterfaceName.MemberName 显式实现接口。
  6. 一个接口可以继承一个或多个接口。

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