我曾多次看到有人提到这一点,但我不清楚这是什么意思。你什么时候,为什么要这么做?

我知道接口是做什么的,但我不清楚这一点的事实使我认为我错过了正确使用它们。

如果你要这样做

IInterface classRef = new ObjectWhatever()

你可以使用任何实现IInterface的类吗?你什么时候需要这样做?我能想到的唯一一件事是,如果你有一个方法,你不确定什么对象将被传递,除了它实现IInterface。我不知道你需要多久做一次。

另外,如何编写一个方法来接受实现接口的对象呢?这可能吗?


当前回答

前面的回答主要关注为了可扩展性和松耦合而对抽象进行编程。虽然这些都很重要, 可读性同样重要。可读性允许其他人(以及您未来的自己)以最小的努力理解代码。这就是可读性利用抽象的原因。

根据定义,抽象比实现更简单。抽象省略了细节以传达事物的本质或目的,仅此而已。 由于抽象更简单,与实现相比,我可以一次在脑海中容纳更多的抽象。

作为一名程序员(使用任何语言),我的脑海中始终有一个List的大致概念。特别是,List允许随机访问、重复元素并保持顺序。当我看到这样的声明:List myList = new ArrayList()我想,很酷,这是一个以我理解的(基本)方式使用的List;我就不用再想了

On the other hand, I do not carry around the specific implementation details of ArrayList in my head. So when I see, ArrayList myList = new ArrayList(). I think, uh-oh, this ArrayList must be used in a way that isn't covered by the List interface. Now I have to track down all the usages of this ArrayList to understand why, because otherwise I won't be able to fully understand this code. It gets even more confusing when I discover that 100% of the usages of this ArrayList do conform to the List interface. Then I'm left wondering... was there some code relying on ArrayList implementation details that got deleted? Was the programmer who instantiated it just incompetent? Is this application locked into that specific implementation in some way at runtime? A way that I don't understand?

我现在对这个应用程序感到困惑和不确定,我们所讨论的只是一个简单的List。如果这是一个忽略其接口的复杂业务对象呢?那么我的业务领域知识不足以理解代码的目的。

因此,即使当我在私有方法中严格需要List时(如果它改变了,不会破坏其他应用程序,并且我可以很容易地找到/替换IDE中的每个用法),它仍然有利于编程到抽象的可读性。因为抽象比实现细节更简单。您可以说,对抽象进行编程是遵循KISS原则的一种方式。

其他回答

假设你有一个名为“Zebra”的产品,可以通过插件进行扩展。它通过在某个目录中搜索dll来查找插件。它加载所有这些dll,并使用反射来查找实现IZebraPlugin的任何类,然后调用该接口的方法来与插件通信。

这使得它完全独立于任何特定的插件类——它不关心类是什么。它只关心它们是否满足接口规范。

接口是这样定义可扩展性点的一种方式。与接口对话的代码是松散耦合的——事实上,它与任何其他特定的代码根本不耦合。它可以与多年后由从未见过原始开发人员的人编写的插件进行互操作。

你可以使用一个带有虚函数的基类——所有的插件都是从基类派生的。但这有很大的限制,因为一个类只能有一个基类,而它可以实现任意数量的接口。

你应该看看反转控制:

Martin Fowler:控制反转容器和依赖注入模式 维基百科:控制反转

在这种情况下,你不会这样写:

IInterface classRef = new ObjectWhatever();

你可以这样写:

IInterface classRef = container.Resolve<IInterface>();

这将进入容器对象中基于规则的设置,并为您构造实际对象,该对象可以是ObjectWhatever。重要的是,您可以将此规则替换为完全使用另一种类型对象的规则,而您的代码仍然可以工作。

如果我们不考虑IoC,那么您可以编写的代码知道它可以与执行特定操作的对象进行对话,但不知道是哪种类型的对象或它如何执行操作。

这将在传递参数时派上用场。

至于你带圆括号的问题“另外,你如何编写一个方法来接受一个实现接口的对象?”这可能吗?”,在c#中,你可以简单地使用接口类型作为参数类型,如下所示:

public void DoSomethingToAnObject(IInterface whatever) { ... }

这直接插入到“与做特定事情的对象对话”中。上面定义的方法知道从对象中期望得到什么,它实现了IInterface中的所有内容,但它并不关心它是哪种类型的对象,只关心它遵守契约,这就是接口。

例如,你可能对计算器很熟悉,也可能在你的生活中使用过不少计算器,但大多数时候它们都是不同的。另一方面,你知道标准计算器应该如何工作,所以你能够使用所有的计算器,即使你不能使用每个计算器都没有的特定功能。

这就是界面的美妙之处。你可以写一段代码,它知道它会得到传递给它的对象,它可以从这些对象中期待特定的行为。它并不关心它是什么类型的对象,只关心它支持所需的行为。

让我给你一个具体的例子。

我们为windows窗体定制了翻译系统。这个系统循环遍历表单上的控件,并翻译每个控件中的文本。这个系统知道如何处理基本的控件,比如拥有文本属性的控件类型,以及类似的基本东西,但对于任何基本的东西,它都做不到。

现在,由于控件继承自我们无法控制的预定义类,我们可以做以下三件事之一:

为我们的翻译系统提供支持,以检测它正在使用哪种类型的控件,并翻译正确的位(维护的噩梦) 将支持构建到基类中(不可能,因为所有控件都继承自不同的预定义类) 添加接口支持

所以是nr. 3。我们所有的控件都实现了ILocalizable,这是一个提供给我们一个方法的接口,能够将“本身”转换为翻译文本/规则的容器。因此,表单不需要知道它找到了哪种类型的控件,只需要知道它实现了特定的接口,并且知道可以调用某个方法来本地化该控件。

这里有一些关于这个问题的很好的答案,涉及到各种关于接口和松耦合代码、控制反转等等的细节。有一些相当令人兴奋的讨论,所以我想借此机会把事情分解一下,以理解为什么界面是有用的。

When I first started getting exposed to interfaces, I too was confused about their relevance. I didn't understand why you needed them. If we're using a language like Java or C#, we already have inheritance and I viewed interfaces as a weaker form of inheritance and thought, "why bother?" In a sense I was right, you can think of interfaces as sort of a weak form of inheritance, but beyond that I finally understood their use as a language construct by thinking of them as a means of classifying common traits or behaviors that were exhibited by potentially many non-related classes of objects.

例如,假设你有一款SIM游戏,并拥有以下类:

class HouseFly inherits Insect {
    void FlyAroundYourHead(){}
    void LandOnThings(){}
}

class Telemarketer inherits Person {
    void CallDuringDinner(){}
    void ContinueTalkingWhenYouSayNo(){}
}

显然,这两个对象在直接继承方面没有任何共同之处。但是,你可以说它们都很烦人。

让我们假设我们的游戏需要有一些随机的东西让玩家在吃饭时感到厌烦。这可以是HouseFly或Telemarketer,或两者兼而有之,但你如何在一个功能上兼顾两者呢?你如何要求每个不同类型的对象以同样的方式“做他们讨厌的事情”?

要认识到的关键是,Telemarketer和HouseFly都共享一个共同的松散解释的行为,尽管它们在建模方面完全不同。所以,让我们创建一个两者都可以实现的接口:

interface IPest {
    void BeAnnoying();
}

class HouseFly inherits Insect implements IPest {
    void FlyAroundYourHead(){}
    void LandOnThings(){}

    void BeAnnoying() {
        FlyAroundYourHead();
        LandOnThings();
    }
}

class Telemarketer inherits Person implements IPest {
    void CallDuringDinner(){}
    void ContinueTalkingWhenYouSayNo(){}

    void BeAnnoying() {
        CallDuringDinner();
        ContinueTalkingWhenYouSayNo();
    }
}

我们现在有两个类,每个类都以自己的方式令人讨厌。它们不需要派生于相同的基类,也不需要共享共同的固有特征——它们只需要满足IPest的契约——这个契约很简单。你只需要变得烦人。在这方面,我们可以建立以下模型:

class DiningRoom {

    DiningRoom(Person[] diningPeople, IPest[] pests) { ... }

    void ServeDinner() {
        when diningPeople are eating,

        foreach pest in pests
        pest.BeAnnoying();
    }
}

这里我们有一个餐厅,可以接待许多食客和一些害虫——注意界面的使用。这意味着在我们的小世界中,害虫数组的成员实际上可以是Telemarketer对象或HouseFly对象。

The ServeDinner method is called when dinner is served and our people in the dining room are supposed to eat. In our little game, that's when our pests do their work -- each pest is instructed to be annoying by way of the IPest interface. In this way, we can easily have both Telemarketers and HouseFlys be annoying in each of their own ways -- we care only that we have something in the DiningRoom object that is a pest, we don't really care what it is and they could have nothing in common with other.

这个非常人为的伪代码示例(比我预期的要长得多)只是为了说明一些事情,这些事情最终为我打开了一盏灯,让我知道什么时候可以使用接口。我为这个例子的愚蠢提前道歉,但希望它有助于您的理解。而且,可以肯定的是,您在这里收到的其他回答确实涵盖了当今在设计模式和开发方法中使用接口的全部范围。

此外,我在这里看到了很多很好的解释性答案,所以我想在这里给出我的观点,包括一些我在使用这种方法时注意到的额外信息。

单元测试

在过去的两年里,我写了一个业余项目,但我没有为它写单元测试。在写了大约50K行代码后,我发现编写单元测试是非常必要的。 我没有使用接口(或者很少使用)……当我做第一个单元测试时,我发现它很复杂。为什么?

因为我必须创建大量的类实例,用作类变量和/或参数的输入。所以测试看起来更像集成测试(必须制作一个完整的类“框架”,因为所有的类都捆绑在一起)。

界面恐惧 所以我决定使用接口。我担心的是我必须在所有地方(在所有使用的类中)多次实现所有功能。在某种程度上,这是正确的,然而,通过使用继承,它可以减少很多。

接口和继承的组合 我发现这个组合很好用。我举一个非常简单的例子。

public interface IPricable
{
    int Price { get; }
}

public interface ICar : IPricable

public abstract class Article
{
    public int Price { get { return ... } }
}

public class Car : Article, ICar
{
    // Price does not need to be defined here
}

这样就不需要复制代码,同时仍然有使用汽车作为接口(ICar)的好处。

为一个界面编码是一种哲学,而不是特定的语言结构或设计模式——它指导你为了创建更好的软件系统而遵循正确的步骤顺序(例如,更有弹性,更可测试,更可伸缩,更可扩展,以及其他良好的特性)。

它的实际意思是:

===

在跳到实现和编码(如何)之前,先想想是什么:

你的系统中应该有哪些黑箱, 每个盒子的职责是什么? 每个“客户端”(即其他盒子,第三方“盒子”,甚至人类)应该与它(每个盒子的API)通信的方式是什么?

在你理清上面的问题之后,继续执行这些方框(HOW)。

首先考虑什么是盒子,什么是它的API,这将引导开发人员提炼盒子的职责,并为自己和未来的开发人员标记它的公开细节(“API”)和隐藏细节(“实现细节”)之间的区别,这是一个非常重要的区别。

一个直接且容易注意到的收获是,团队可以在不影响总体架构的情况下更改和改进实现。它还使系统更具可测试性(它与TDD方法配合得很好)。

= = = 除了我上面提到的特质,你还可以在这个方向上节省很多时间。

微服务和DDD,如果做得正确,是“编码到接口”的很好的例子,然而这个概念在每个模式中获胜,从巨石到“无服务器”,从BE到FE,从面向对象到功能性,等等....

我强烈推荐这种方法用于软件工程(我基本上相信它在其他领域也完全有意义)。