我应该何时使用接口,何时使用基类?
如果我不想实际定义方法的基本实现,它应该始终是一个接口吗?
如果我有狗和猫的课。为什么我要实现IPet而不是PetBase?我可以理解为ISheds或IBarks(IMakesNoise?)提供接口,因为它们可以逐个宠物放置,但我不知道该为普通宠物使用哪个接口。
我应该何时使用接口,何时使用基类?
如果我不想实际定义方法的基本实现,它应该始终是一个接口吗?
如果我有狗和猫的课。为什么我要实现IPet而不是PetBase?我可以理解为ISheds或IBarks(IMakesNoise?)提供接口,因为它们可以逐个宠物放置,但我不知道该为普通宠物使用哪个接口。
当前回答
这是非常特定于.NET的,但《框架设计指南》一书认为,一般来说,类在不断发展的框架中提供了更多的灵活性。一旦一个接口交付,您就没有机会在不破坏使用该接口的代码的情况下更改它。然而,对于类,你可以修改它,而不是破坏链接到它的代码。只要你做了正确的修改,包括添加新的功能,你就可以扩展和发展你的代码。
Krzysztof Cwalina在第81页上说:
在.NETFramework的三个版本中,我已经与我们团队中的许多开发人员讨论了这一指南。他们中的许多人,包括那些最初不同意该指南的人,都表示他们后悔将一些API作为接口提供。我甚至没有听说过一个案例,其中有人后悔他们运送了一节课。
也就是说,当然有接口的地方。作为一般准则,始终提供接口的抽象基类实现,作为实现接口的方法的示例。在最佳情况下,基类将节省大量工作。
其他回答
感谢Jon Limjap的回答,但我想为接口和抽象基类的概念添加一些解释
接口类型与抽象基类
改编自Pro C#5.0和.NET 4.5 Framework书籍。
接口类型似乎与抽象基类非常相似。回忆起当类被标记为抽象时,它可以定义任意数量的抽象成员来提供所有派生类型的多态接口。然而,即使类确实定义了一组抽象成员,还可以自由定义任意数量的构造函数、字段数据、非抽象成员(使用另一方面,接口只包含抽象成员定义。抽象父类建立的多态接口有一个主要限制因为只有派生类型支持抽象父级定义的成员。然而,在更大范围内软件系统,开发多个没有共同父级的类层次结构是非常常见的超出System.Object。假定抽象基类中的抽象成员仅适用于派生类型,我们无法在不同的层次结构中配置类型以支持相同的多态性界面例如,假设您定义了以下抽象类:
public abstract class CloneableType
{
// Only derived types can support this
// "polymorphic interface." Classes in other
// hierarchies have no access to this abstract
// member.
public abstract object Clone();
}
给定此定义,只有扩展CloneableType的成员才能支持Clone()方法如果创建一组不扩展此基类的新类,则无法获得多态界面。此外,您可能还记得C#不支持类的多重继承。因此,如果您想创建一辆小型货车,它是一辆汽车,并且是一种可克隆类型,那么您无法做到:
// Nope! Multiple inheritance is not possible in C#
// for classes.
public class MiniVan : Car, CloneableType
{
}
正如您所猜测的,接口类型起到了拯救作用。定义接口后,可以可以由任何类或结构、任何层次结构、任何命名空间或任何程序集中实现(用任何.NET编程语言编写)。正如您所看到的,接口是高度多态的。考虑System命名空间中定义的名为ICloneable的标准.NET接口。这接口定义了一个名为Clone()的方法:
public interface ICloneable
{
object Clone();
}
从概念上讲,接口用于正式和半正式地定义对象将提供的一组方法。形式上表示一组方法名称和签名,半形式上表示与这些方法相关的人类可读文档。
接口只是API的描述(毕竟,API代表应用程序编程接口),它们不能包含任何实现,也不可能使用或运行接口。它们只明确约定你应该如何与对象交互。
类提供了一个实现,它们可以声明它们实现了零个、一个或多个接口。如果要继承类,则惯例是在类名前面加上“Base”。
基类和抽象基类(ABC)之间有区别。ABC将接口和实现混合在一起。计算机编程之外的抽象意味着“摘要”,即“抽象==接口”。然后抽象基类可以描述接口,也可以描述要继承的空的、部分的或完整的实现。
关于何时使用接口、抽象基类还是仅使用类的意见将根据您正在开发的内容以及您正在使用的语言而大不相同。接口通常仅与静态类型语言(如Java或C#)相关,但动态类型语言也可以有接口和抽象基类。例如,在Python中,Class和对象之间的区别很明显,前者声明它实现了一个接口,后者是一个类的实例,据说提供了该接口。在动态语言中,两个都是同一类实例的对象可以声明它们提供完全不同的接口。在Python中,这仅适用于对象属性,而方法在类的所有对象之间共享状态。然而,在Ruby中,对象可以具有每实例方法,因此同一类的两个对象之间的接口可能会根据程序员的需要而变化(然而,Ruby没有任何明确的接口声明方式)。
在动态语言中,对象的接口通常是隐式假设的,可以通过内省对象并询问它提供了什么方法(在跳转之前查看),也可以通过简单地尝试在对象上使用所需的接口并在对象不提供该接口时捕捉异常(请求原谅比请求许可更容易)。这可能导致“误报”,即两个接口具有相同的方法名称,但语义不同。然而,权衡是代码更加灵活,因为您不需要预先过度指定以预测代码的所有可能用途。
用你自己的判断,要聪明。不要总是照别人(像我)说的做。你会听到“更喜欢接口而不是抽象类”,但这取决于实际情况。这取决于班级。
在上面提到的情况下,我们有一个对象层次结构,接口是一个好主意。接口有助于处理这些对象的集合,在实现服务时也有助于使用层次结构中的任何对象。您只需定义一个用于处理层次结构中的对象的契约。
另一方面,当您实现一组共享公共功能的服务时,您可以将公共功能分离为一个完整的单独类,也可以将其移动到一个公共基类中,并使其抽象化,以便没有人可以实例化基类。
还要考虑如何随时间推移支持抽象。接口是固定的:您将一个接口作为任何类型都可以实现的一组功能的契约发布。基类可以随着时间的推移而扩展。这些扩展成为每个派生类的一部分。
另一个要记住的选项是使用“has-a”关系,也就是“以”或“组合的方式实现”。有时这是一种比使用“is-a”继承更干净、更灵活的结构方式。
从逻辑上说,狗和猫都“拥有”一只宠物可能不太合理,但它避免了常见的多重继承陷阱:
public class Pet
{
void Bathe();
void Train(Trick t);
}
public class Dog
{
private Pet pet;
public void Bathe() { pet.Bathe(); }
public void Train(Trick t) { pet.Train(t); }
}
public class Cat
{
private Pet pet;
public void Bathe() { pet.Bathe(); }
public void Train(Trick t) { pet.Train(t); }
}
是的,这个例子表明,在以这种方式做事时存在大量的代码重复和缺乏优雅。但我们也应该意识到,这有助于保持狗和猫与宠物类的分离(因为狗和猫不能访问宠物的私人成员),并为狗和猫从其他东西(可能是哺乳动物类)继承留下了空间。
当不需要私人访问并且您不需要使用通用的宠物参考/指针来参考狗和猫时,合成是最好的。接口为您提供了通用的引用功能,可以帮助减少代码的冗长,但当组织不好时,它们也会使事情变得模糊。当您需要私人成员访问时,继承是有用的,在使用它时,您将致力于将您的狗和猫类与您的宠物类高度耦合,这是一个巨大的成本。
在继承、组合和接口之间,没有一种方法总是正确的,考虑如何协调地使用这三种选项是有帮助的。在这三个选项中,继承通常是最不常用的选项。
基类的继承者应该具有“is a”关系。接口表示“实现”关系。因此,只有在继承者将维护关系时才使用基类。