Интерфейсы в языке C#

Интерфейсы: назначение, правила написания. Способы реализации интерфейсов.

Работа с объектами через интерфейсы. Операторы is и as.

Интерфейс представляет ссылочный тип, который может определять некоторый функционал (набор методов и свойств без реализации). Затем этот функционал реализуют классы и структуры, которые применяют данные интерфейсы.

Для определения интерфейса используется ключевое слово  interface . Названия интерфейсов в C# начинаются с заглавной буквы  I , например, IComparable, IEnumerable (так называемая венгерская нотация), однако это не обязательное требование , а стиль программирования .

Интерфейсы могут определять следующие сущности:

• Методы
• Свойства
• Индексаторы
• События
• Статические поля и константы (начиная с версии C# 8.0)

Интерфейсы не могут определять переменные.

Например, простейший интерфейс, который определяет все эти компоненты:

interface IMovable

{

     // константа

     const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость

     // статическая переменная

     static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость

     // метод

     void Move();                // движение

     // свойство

     string Name { get; set; }   // название

     delegate void MoveHandler(string message);  // определение делегата для события

     // событие

     event MoveHandler MoveEvent;    // событие движения

}

В примере определен интерфейс IMovable, который представляет некоторый движущийся объект. Данный интерфейс содержит различные компоненты, которые описывают возможности движущегося объекта. То есть интерфейс описывает некоторый функционал, который должен быть у движущегося объекта.

Методы и свойства интерфейса могут не иметь реализации, в этом они сближаются с абстрактными методами и свойствами абстрактных классов.

В данном случае интерфейс определяет метод Move, который будет представлять некоторое передвижение. Он не имеет реализации, не принимает никаких параметров и ничего не возвращает.

То же самое в данном случае касается свойства Name - это определение свойства в интерфейсе, которое не имеет реализации.

При объявлении интерфейса, если его члены (методы и свойства) не имеют модификаторов доступа, то по умолчанию доступ  public , так как цель интерфейса - определение функционала для реализации его классом. Это касается также и констант и статических переменных, которые в классах и структурах по умолчанию имеют модификатор private . В интерфейсах же они имеют по умолчанию модификатор public .

Например, мы могли бы обратиться к константе minSpeed и переменной maxSpeed интерфейса IMovable:

static void Main(string[] args)

{

     Console.WriteLine(IMovable.maxSpeed);

     Console.WriteLine(IMovable.minSpeed);

}

Начиная с версии C# 8.0, можно явно указывать модификаторы доступа у компонентов интерфейса:

interface IMovable

{

     public const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость

     private static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость

     public void Move();

     protected internal string Name { get; set; }    // название

     public delegate void MoveHandler(string message);  // //определение делегата для события

     public event MoveHandler MoveEvent;    // событие движения

}

Начиная с версии C# 8.0 интерфейсы поддерживают реализацию методов и свойств по умолчанию. Можно определить в интерфейсах методы и свойства, которые имеют реализацию как в обычных классах и структурах.

Например, определим реализацию метода Move по умолчанию:

interface IMovable

{

     // реализация метода по умолчанию

     void Move()

     {

         Console.WriteLine("Walking");

     }

}

Реализацией свойства по умолчанию в интерфейсах сложнее, так как нельзя определять в интерфейсах нестатические переменные, соответственно в свойствах интерфейса мы не можем манипулировать состоянием объекта. Реализацию по умолчанию для свойств можно определить следующим образом:

interface IMovable

{

     void Move()

     {

         Console.WriteLine("Walking");

     }

     // реализация свойства по умолчанию

     // свойство только для чтения

     int MaxSpeed { get { return 0; } }

}

Если интерфейс имеет приватные методы и свойства (то есть с модификатором private), то они должны иметь реализацию по умолчанию. Это относится к любым статическим методам и свойствам (не обязательно приватным):

distance / speed;      static int MaxSpeed      {          get { return maxSpeed; }          set          {              if (value 0) maxSpeed = value;          }      } } " width="640"

interface IMovable

{

     public const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость

     private static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость

         // находим время, за которое надо пройти расстояние distance со скоростью speed

     static double GetTime(double distance, double speed) = distance / speed;

     static int MaxSpeed

     {

         get { return maxSpeed; }

         set

         {

             if (value 0) maxSpeed = value;

         }

     }

}

class Program

{

     static void Main(string[] args)

     {

         Console.WriteLine(IMovable.MaxSpeed);

         IMovable.MaxSpeed = 65;

         Console.WriteLine(IMovable.MaxSpeed);

         double time = IMovable.GetTime(100, 10);

         Console.WriteLine(time);

     }

}

Модификаторы доступа интерфейсов

Интерфейсы по умолчанию имеют уровень доступа  internal , то есть такой интерфейс доступен только в рамках текущего проекта. Но с помощью модификатора public мы можем сделать интерфейс общедоступным:

 New Item...   и в диалоговом окне добавления нового компонента выбрать пункт   Interface . " width="640"

public interface IMovable

{

     void Move();

}

В Visual Studio есть специальный компонент для добавления нового интерфейса в отдельном файле. Для добавления интерфейса в проект можно нажать правой кнопкой мыши на проект и в появившемся контекстном меню выбрать  Add -  New Item...   и в диалоговом окне добавления нового компонента выбрать пункт   Interface .

Реализация интерфейса

Чтобы указать, что класс реализует интерфейс, необходимо, после имени класса и двоеточия указать имя интерфейса:

class SomeClass : ISomeInterface // реализация интерфейса //ISomeInterface {    // тело класса }

Класс, который реализует интерфейс, должен предоставить реализацию всех членов интерфейса:

class SomeClass : ISomeInterface {    public string SomeProperty    {      get      { …. }

     set      {        …

      }    }    public void SomeMethod(int a)    {      // тело метода    } }

Пример: Есть классы геометрических фигур  Прямоугольник  и  Окружность . У обоих классов должны быть методы вычисления периметра и площади. Эти методы мы представим интерфейсом :

interface IGeometrical // объявление интерфейса {    void GetPerimeter();    void GetArea (); } class Rectangle : IGeometrical //реализация интерфейса {    public void GetPerimeter()    {      Console.WriteLine("(a+b)*2");    }    public void GetArea()    {      Console.WriteLine("a*b");    } }

class Circle : IGeometrical //реализация интерфейса {    public void GetPerimeter()    {      Console.WriteLine("2*pi*r");    }    public void GetArea()    {      Console.WriteLine("pi*r^2");    } } class Program {    static void Main(string[] args)    {      List figures = new List();      figures.Add(new Rectangle());      figures.Add(new Circle());      foreach (IGeometrical f in figures)      {        f.GetPerimeter();        f.GetArea();      }      Console.ReadLine();    } }

Множественное наследование  – это когда один класс сразу наследуется от нескольких классов. Но бывает так, что базовые классы содержат методы с одинаковыми именами, в результате чего возникают определенные неточности и ошибки.

Множественное наследование есть в языке C++, а в C# от него отказались и вместо этого ввели интерфейсы.

В C# класс может реализовать сразу несколько интерфейсов. Это и является главным отличием использования интерфейсов и абстрактных классов. Кроме того, абстрактные классы могут содержать все остальные члены, которых не может быть в интерфейсе, и не все методы/свойства в абстрактном классе должны быть_абстрактными.

Если класс реализует несколько интерфейсов, они разделяются_запятыми:

interface IDrawable {    void Draw(); } interface IGeometrical {    void GetPerimeter();    void GetArea (); } class Rectangle : IGeometrical, IDrawable {    public void GetPerimeter()    {        Console.WriteLine("(a+b)*2");    }    public void GetArea()    {        Console.WriteLine("a*b");    }    public void Draw()    {        Console.WriteLine("Rectangle");    } }

class Circle : IGeometrical, IDrawable {    public void GetPerimeter()    {      Console.WriteLine("2*pi*r");    }    public void GetArea()    {      Console.WriteLine("pi*r^2");    }    public void Draw()    {      Console.WriteLine("Circle");   } }

Здесь был объявлен интерфейс  IDrawable , который предоставляет метод для рисования объекта. Этот интерфейс может реализовать, например, класс  Image .

Классы  Image  и  Circle  совсем разные сущности, и они не имеют общего базового класса, но мы можем создать список указателей на интерфейс  IDrawable , и работать с такими объектами, как с однотипными (с одинаковым интерфейсом). Этот пример с  IDrawable  более наглядно отображает то, что нам дают интерфейсы. На практике,  IGeometrical  стоило бы заменить на абстрактный класс.

Операция is

При работе с объектом через объект типа интерфейса бывает необходимо убедиться, что объект поддерживает данный интерфейс.

Проверка выполняется с помощью бинарной операции is. Она определяет, совместим ли текущий тип объекта, находящегося слева от ключевого слова is, с типом, заданным справа.

Результат операции равен true, если объект можно преобразовать к заданному типу, и false в противном случае. Операция обычно используется в следующем контексте:

if ( объект is тип )

{

// выполнить преобразование "объекта" к "типу"

// выполнить действия с преобразованным объектом

}

Операция as

Операция as выполняет преобразование к заданному типу, а если это невозможно, формирует результат null:

static void Act( object A )

{

IAction Actor = A as IAction;

if ( Actor != null ) Actor.Draw();

}

Обе рассмотренные операции применяются как к интерфейсам, так и к классам.