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

还请记住,不要在OO中被卷走(请参见博客),并始终基于所需的行为来建模对象,如果您设计的应用程序中唯一需要的行为是动物的通用名称和物种,那么您只需要一个类animal,而不是世界上每种可能的动物都需要数百万个类。

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资料来源:http://jasonroell.com/2014/12/09/interfaces-vs-abstract-classes-what-should-you-use/

C#是一种奇妙的语言,在过去的14年中不断成熟和发展。这对我们开发人员来说很好,因为一种成熟的语言为我们提供了大量的语言特性,供我们使用。

然而,权力大了,责任大了。其中一些功能可能被误用,或者有时很难理解为什么您会选择使用一个功能而不是另一个功能。多年来,我看到许多开发人员都在纠结于一个特性,那就是什么时候选择使用接口或者选择使用抽象类。两者都有各自的优点和缺点,以及使用它们的正确时间和地点。但我们如何决定???

两者都提供了类型之间公共功能的重用。最明显的区别是,接口不提供其功能的实现,而抽象类允许您实现一些“基本”或“默认”行为,然后可以在必要时使用类派生类型“覆盖”此默认行为。

这一切都很好,并且提供了代码的重用,并且遵循了软件开发的DRY(不要重复自己)原则。当你有一种“是”的关系时,抽象类很好用。

例如:金毛寻回犬是一种狗。贵宾犬也是。它们都会吠叫,就像所有的狗一样。然而,您可能需要指出,贵宾犬公园与“默认”狗叫有明显不同。因此,您可以执行以下操作:

public abstract class Dog
{
      public virtual void Bark()
      {
        Console.WriteLine("Base Class implementation of Bark");
      }
}

public class GoldenRetriever : Dog
{
   // the Bark method is inherited from the Dog class
}

public class Poodle : Dog
{
  // here we are overriding the base functionality of Bark with our new implementation
  // specific to the Poodle class
  public override void Bark()
  {
     Console.WriteLine("Poodle's implementation of Bark");
  }
}

// Add a list of dogs to a collection and call the bark method.

void Main()
{
    var poodle = new Poodle();
    var goldenRetriever = new GoldenRetriever();

    var dogs = new List<Dog>();
    dogs.Add(poodle);
    dogs.Add(goldenRetriever);

    foreach (var dog in dogs)
    {
       dog.Bark();
    }
}

// Output will be:
// Poodle's implementation of Bark
// Base Class implementation of Bark

// 

正如您所看到的,这将是一种保持代码干燥的好方法,并允许在任何类型只能依赖默认Bark而不是特殊情况实现时调用基类实现。GoldenRetriever、Boxer、Lab等类都可以免费继承“默认”(低音类)Bark,因为它们实现了Dog抽象类。

但我相信你已经知道了。

您来到这里是因为您想了解为什么您可能希望选择一个接口而不是抽象类,反之亦然。嗯,您可能希望选择接口而不是抽象类的一个原因是,当您没有或希望阻止默认实现时。这通常是因为实现接口的类型与“是”关系无关。事实上,除了每种类型“能够”或“有能力”做某事或拥有某事这一事实之外,它们根本不必是相关的。

那到底是什么意思?嗯,举个例子:人不是鸭子……鸭子也不是人。很明显。然而,鸭子和人类都有游泳的“能力”(考虑到人类在一年级通过了游泳课程:)。此外,由于鸭子不是人,反之亦然,这不是“是一种”关系,而是“能够”关系,我们可以使用一个界面来说明:

// Create ISwimable interface
public interface ISwimable
{
      public void Swim();
}

// Have Human implement ISwimable Interface
public class Human : ISwimable

     public void Swim()
     {
        //Human's implementation of Swim
        Console.WriteLine("I'm a human swimming!");
     }

// Have Duck implement ISwimable interface
public class Duck: ISwimable
{
     public void Swim()
     {
          // Duck's implementation of Swim
          Console.WriteLine("Quack! Quack! I'm a Duck swimming!")
     }
}

//Now they can both be used in places where you just need an object that has the ability "to swim"

public void ShowHowYouSwim(ISwimable somethingThatCanSwim)
{
     somethingThatCanSwim.Swim();
}

public void Main()
{
      var human = new Human();
      var duck = new Duck();

      var listOfThingsThatCanSwim = new List<ISwimable>();

      listOfThingsThatCanSwim.Add(duck);
      listOfThingsThatCanSwim.Add(human);

      foreach (var something in listOfThingsThatCanSwim)
      {
           ShowHowYouSwim(something);
      }
}

 // So at runtime the correct implementation of something.Swim() will be called
 // Output:
 // Quack! Quack! I'm a Duck swimming!
 // I'm a human swimming!

使用上面的代码这样的接口将允许您将对象传递给“能够”执行某些操作的方法。代码不在乎它是如何做到的……它只知道它可以对该对象调用Swim方法,并且该对象将根据其类型知道在运行时采取的行为。

再次,这有助于代码保持干燥,这样您就不必编写多个调用对象的方法来预成型相同的核心函数(ShowHowHumanSwims(人类)、ShowHowDuckSwims(鸭子)等)

在这里使用接口允许调用方法不必担心行为是什么类型或如何实现的。它只是知道,给定接口,每个对象都必须实现Swim方法,因此在自己的代码中调用它是安全的,并允许在自己的类中处理Swim方法的行为。

摘要:

因此,我的主要经验法则是,当你想为一个类层次结构或/和你正在处理的类或类型实现一个“默认”功能时,使用一个抽象类。

另一方面,如果你没有“是一种”关系,但类型共享“能力”来做某事或拥有某事(例如,鸭子“不是”人类“。然而,鸭子和人类共享“游泳能力”),则使用界面。

抽象类和接口之间需要注意的另一个区别是,一个类可以实现一对多接口,但一个类只能从一个抽象类(或任何类)继承。是的,您可以嵌套类并具有继承层次结构(许多程序都这样做,也应该这样做),但不能在一个派生类定义中继承两个类(这一规则适用于C#。在其他一些语言中,您可以这样做,通常是因为这些语言中缺少接口)。

还请记住,使用接口时要遵守接口隔离原则(ISP)。ISP表示,不应强迫任何客户端依赖它不使用的方法。因此,接口应该专注于特定的任务,并且通常非常小(例如IDisposable、IComparable)。

另一个提示是,如果您正在开发小而简洁的功能,请使用接口。如果要设计大型功能单元,请使用抽象类。

希望这能为一些人扫清障碍!

此外,如果你能想出任何更好的例子或想指出什么,请在下面的评论中这样做!

我有一个粗略的经验法则

功能:可能在所有部分都不同:界面。

数据和功能,部分基本相同,部分不同:抽象类。

数据和功能,实际工作,如果只进行了轻微的修改:普通(具体)类

数据和功能,没有计划的更改:带有最终修饰符的普通(具体)类。

数据,可能还有功能:只读:枚举成员。

这是非常粗略和准备好的,并且根本没有严格定义,但是有一个范围是从所有内容都要更改的接口到所有内容都像只读文件一样固定的enums。

接口

大多数语言允许您实现多个接口修改接口是一项突破性的更改。所有实现都需要重新编译/修改。所有成员都是公共的。实现必须实现所有成员。接口有助于解耦。您可以使用模拟框架模拟接口后面的任何内容接口通常表示一种行为接口实现彼此分离/隔离

基类

允许您添加一些通过派生免费获得的默认实现(从C#8.0通过接口可以获得默认实现)除了C++,您只能从一个类派生。即使可以从多个类中选择,这通常也是一个坏主意。更改基类相对容易。派生不需要做任何特殊的事情基类可以声明可由派生访问的受保护函数和公共函数抽象基类不能像接口那样容易被模仿基类通常表示类型层次结构(IS A)类派生可能会依赖于一些基本行为(具有复杂的父实现知识)。如果你对一个人的基本实现进行更改并打破其他人,事情可能会很混乱。

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();
}

接口有一个明显的优点,即对类来说有点“热交换”。将一个类从一个父类更改为另一个父级通常会导致大量工作,但通常可以删除和更改接口,而不会对实现类产生很大影响。这在您有几个“可能”希望类实现的窄行为集的情况下尤其有用。

这在我的领域尤其适用:游戏编程。基类可能会因继承对象“可能”需要的大量行为而变得臃肿。通过接口,可以轻松地向对象添加或删除不同的行为。例如,如果我为想要反映伤害的对象创建了“IDamageEffects”界面,那么我可以很容易地将其应用于各种游戏对象,并在以后很容易地改变主意。假设我设计了一个要用于“静态”装饰对象的初始类,我最初决定它们是不可破坏的。稍后,我可能会决定,如果它们可以爆炸,那会更有趣,所以我修改了类以实现“IDamageEffects”接口。这比切换基类或创建新的对象层次结构要容易得多。