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

让我们以Dog和Cat类为例,使用C#进行演示:

狗和猫都是动物,特别是四足哺乳动物(动物太普通了)。让我们假设您有一个抽象类Mammal,用于这两个类:

public abstract class Mammal

此基类可能具有默认方法,例如:

喂养朋友

所有这些都是在两个物种之间或多或少具有相同实现的行为。要定义此项,您需要:

public class Dog : Mammal
public class Cat : Mammal

现在让我们假设还有其他哺乳动物,我们通常会在动物园里看到:

public class Giraffe : Mammal
public class Rhinoceros : Mammal
public class Hippopotamus : Mammal

这仍然有效,因为Feed()和Mate()功能的核心仍然相同。

然而,长颈鹿、犀牛和河马并不是你可以用来做宠物的动物。这就是界面将有用的地方:

public interface IPettable
{
    IList<Trick> Tricks{get; set;}
    void Bathe();
    void Train(Trick t);
}

上述合同的执行在猫和狗之间是不同的;将它们的实现放在抽象类中继承将是一个坏主意。

狗和猫的定义现在应该如下:

public class Dog : Mammal, IPettable
public class Cat : Mammal, IPettable

理论上,您可以从更高的基类重写它们,但本质上,接口允许您只将所需的内容添加到类中,而不需要继承。

因此,由于您通常只能从一个抽象类继承(在大多数静态类型的OO语言中,即……例外包括C++),但能够实现多个接口,因此它允许您严格按照需要构造对象。

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();
}

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。

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。

这取决于您的要求。如果IPet足够简单,我更愿意实现它。否则,如果PetBase实现了大量您不想复制的功能,那么就试试看。

实现基类的缺点是需要重写(或新的)现有方法。这使它们成为虚拟方法,这意味着您必须小心如何使用对象实例。

最后,.NET的单一继承让我很头疼。一个天真的例子:假设你正在创建一个用户控件,那么你就继承了UserControl。但是,现在你被禁止继承PetBase。这迫使您重新组织,例如创建PetBase类成员。

一个重要的区别是,只能继承一个基类,但可以实现多个接口。因此,如果您绝对确定不需要同时继承不同的基类,那么只需要使用基类。此外,如果你发现你的接口越来越大,那么你应该开始把它分成几个逻辑块来定义独立的功能,因为没有规则规定你的类不能实现所有的功能(或者你可以定义一个不同的接口来继承所有的功能)。