Net面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)-13-創(chuàng)建接口和定義抽象類(lèi)-2010-2011-2

.NET面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第13章創(chuàng)建接口和定義抽象類(lèi)本章簡(jiǎn)介定義接口在結(jié)構(gòu)或類(lèi)中實(shí)現(xiàn)接口通過(guò)接口引用一個(gè)類(lèi)在抽象類(lèi)中捕獲通用的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)使用sealed關(guān)鍵字13.2抽象類(lèi)存在的問(wèn)題：MoveForward方法僅僅是一個(gè)啞方法，它需要在子類(lèi)中進(jìn)行覆蓋，如果放置了錯(cuò)誤的方法而又有人調(diào)用，問(wèn)題嚴(yán)重！19:publicvirtualvoidMoveForward()20:{21:Console.Write("Movingforward...");22:odometer+=1;23:Console.WriteLine("Odometerreading:{0}",odometer);24:}解決：使用抽象方法一個(gè)抽象方法只包含方法頭而且沒(méi)有實(shí)現(xiàn)代碼，它需要后續(xù)類(lèi)來(lái)具體實(shí)現(xiàn)這一方法。當(dāng)一個(gè)類(lèi)包含一個(gè)或多個(gè)抽象方法時(shí)，此類(lèi)必須聲明為abstract。一個(gè)抽象類(lèi)不能實(shí)例化，因?yàn)樗瑳](méi)有實(shí)現(xiàn)的方法。示例：AbstractMoveForward.cs

01:usingSystem;02:03:abstractclassCar04:{05:privateuintodometer=0;06:07:protecteduintOdometer08:{09:set10:{11:odometer=value;12:}13:get14:{15:returnodometer;16:}17:}18:19:publicabstractvoidMoveForward();20:}22:classRacingCar:Car23:{24:publicoverridevoidMoveForward()25:{26:Console.Write("Movingdangerouslyfastforward...");27:Odometer+=30;28:Console.WriteLine("Odometerinracingcar:{0}",Odometer);29:}30:}32:classFamilyCar:Car33:{34:publicoverridevoidMoveForward()35:{36:Console.Write("Movingslowlybutsafelyforward...");37:Odometer+=5;38:Console.WriteLine("Odometerinfamilycar:{0}",Odometer);39:}40:}42:classCarTester43:{44:publicstaticvoidMain()45:{46:RacingCarmyRacingCar=newRacingCar();47:FamilyCarmyFamilyCar=newFamilyCar();48:myRacingCar.MoveForward();49:myFamilyCar.MoveForward();50:}51:}SyntaxBox：AbstractMethodAbstract_method::=[<Method_modifiers>]abstract<Return_type>

<Method_identifier>([<Formal_parameter_list>]);Abstract_property_1::=

[<Property_modifiers>]abstract<Return_type><Property_identifier>{

[get;]

[set;]}Abstract_indexer_1::=

[<Indexer_modifiers>]abstract[<Return_type>]this[<Parameter_list>]{

[get;]

[set;]}Abstract_class::=

<Class_modifiers>abstract<Class_name>{

<Class_members>}說(shuō)明：用關(guān)鍵字abstract聲明的抽象方法沒(méi)有方法體，在一對(duì)包括形式參數(shù)列表的圓括號(hào)后面有一個(gè)分號(hào)。抽象方法不能聲明為private、static、virtual抽象方法和抽象存取器為隱式的virtual抽象方法只能存在于抽象類(lèi)中，但抽象類(lèi)能包括非抽象方法抽象類(lèi)不能實(shí)例化從一個(gè)包含抽象方法的類(lèi)中派生一個(gè)類(lèi)，派生類(lèi)也成為抽象，除非覆蓋從基類(lèi)中繼承的所有抽象方法并提供實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句。在派生類(lèi)中可以使用抽象方法來(lái)覆蓋虛方法，任何從此抽象類(lèi)派生的類(lèi)必須覆蓋這些抽象方法并提供新的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句，使之變成非抽象。9生活中的接口電腦主板上的PCI插槽的規(guī)范就類(lèi)似于C#接口聲卡顯卡網(wǎng)卡每種卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都不相同，可以把聲卡、網(wǎng)卡、顯卡都插在PCI插槽上，而不用擔(dān)心哪個(gè)插槽是專(zhuān)門(mén)插哪個(gè)卡的主板13.1理解接口關(guān)于多重繼承的爭(zhēng)議多重繼承可以讓類(lèi)擁有多個(gè)基類(lèi)當(dāng)兩個(gè)基類(lèi)都包含一個(gè)信號(hào)相同但實(shí)現(xiàn)過(guò)程不同的方法或?qū)傩詴r(shí)發(fā)生的情況：moveforward、brandName、odometerC#禁止多重繼承而用另一種語(yǔ)言結(jié)構(gòu)：接口來(lái)解決問(wèn)題。13.1.1定義接口接口是表示一組函數(shù)成員而不實(shí)現(xiàn)成員的引用類(lèi)型C#中使用interface定義接口注意：C#中建議接口名以大寫(xiě)字母I開(kāi)頭13.1.2實(shí)現(xiàn)接口要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，需要聲明一個(gè)類(lèi)或結(jié)構(gòu)，讓它們從接口繼承，并實(shí)現(xiàn)接口指定的全部方法例如：interfaceILandBound{intNumberOfLegs();}然后可以在Horse類(lèi)中實(shí)現(xiàn)該接口classHorse:ILandBound{...publicintNumberOfLegs(){return4;}}實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口時(shí)，必須保證每個(gè)方法都完全匹配與它對(duì)應(yīng)的接口中的方法，規(guī)則如下：方法名和返回類(lèi)型完全匹配所有參數(shù)（包括ref和out關(guān)鍵字）完全匹配使用接口名作為方法的前綴，稱(chēng)之為顯式接口實(shí)現(xiàn)，盡量使用顯式接口實(shí)現(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口的所有方法都必須具有public可訪(fǎng)問(wèn)性，但是，如果使用顯式接口實(shí)現(xiàn)，則不應(yīng)該為方法添加訪(fǎng)問(wèn)修飾符接口的定義和實(shí)現(xiàn)存在任何差異，類(lèi)都無(wú)法編譯一個(gè)類(lèi)可以在擴(kuò)展另一個(gè)類(lèi)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口下例將Horse定義成從Mammal繼承的一個(gè)類(lèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了ILandBound接口interfaceILandBound{...}classMammal{...}classHorse:Mammal,ILandBound{...}13.1.3通過(guò)接口來(lái)引用一個(gè)類(lèi)可以把一個(gè)變量定義成引用層次結(jié)構(gòu)中較高位置的一個(gè)類(lèi)，然后用這個(gè)變量引用對(duì)象類(lèi)似的，可以將一個(gè)變量定義成類(lèi)所實(shí)現(xiàn)的接口，然后用這個(gè)變量引用對(duì)象例如：HorsemyHorse=newHorse(...);ILandBoundiMyHorse=myHorse;//legal通過(guò)接口來(lái)引用一個(gè)對(duì)象，是一項(xiàng)相當(dāng)有用的技術(shù)我們能由此定義方法，讓它獲得不同的類(lèi)型作為參數(shù)，只要類(lèi)型實(shí)現(xiàn)了指定的接口intFindLandSpeed(ILandBoundlandBoundMammal){...}13.1.4使用多個(gè)接口一個(gè)類(lèi)最多只能有一個(gè)基類(lèi)，但可以實(shí)現(xiàn)數(shù)量無(wú)限的接口類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)它從它的所有接口繼承的所有方法例如：classHorse:Mammal,ILandBound,IGrazable{...}13.1.5顯式實(shí)現(xiàn)接口Horse類(lèi)實(shí)現(xiàn)了ILandBound接口，但在Horse的NumberOfLegs方法中，沒(méi)有任何地方說(shuō)它是ILandBound接口的一部分interfaceILandBound{intNumberOfLegs();}classHorse:ILandBound{...publicintNumberOfLegs(){return4;}}如果Horse類(lèi)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)接口，而多個(gè)接口指定了同名的方法，則會(huì)出現(xiàn)歧義例如：interfaceIJourney{intNumberOfLegs();}classHorse:ILandBound,IJourney{...publicintNumberOfLegs(){return4;}}C#中通過(guò)顯式實(shí)現(xiàn)接口解決這個(gè)問(wèn)題為此，要在實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口時(shí)，指明方法從屬于該接口classHorse:ILandBound,IJourney{...intILandBound.NumberOfLegs(){return4;}intIJourney.NumberOfLegs(){return3;}}注意：方法沒(méi)有用public標(biāo)記。如果方法是顯式接口實(shí)現(xiàn)的一部分，就不能為方法指定訪(fǎng)問(wèn)修飾符，所以無(wú)法從類(lèi)的外部訪(fǎng)問(wèn)。如果方法在Horse類(lèi)中可見(jiàn)，下述代碼無(wú)法確定Horsehorse=newHorse();...intlegs=horse.NumberOfLegs();應(yīng)該通過(guò)恰當(dāng)?shù)慕涌趤?lái)引用Horse對(duì)象Horsehorse=newHorse();...IJourneyjourneyHorse=horse;intlegsInJourney=journeyHorse.NumberOfLegs();ILandBoundlandBoundHorse=horse;intlegsOnHorse=landBoundHorse.NumberOfLegs();abstractclass與interface抽象類(lèi)（abstractclass）是一種特殊的類(lèi)抽象方法只做聲明，而不包含實(shí)現(xiàn)，可以看成是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)體的虛方法抽象類(lèi)不能被實(shí)例化，除此之外，具有類(lèi)的其他特性抽象類(lèi)可以但不是必須有抽象屬性和抽象方法，但是一旦有了抽象方法，就一定要把這個(gè)類(lèi)聲明為抽象類(lèi)具體派生類(lèi)必須覆蓋基類(lèi)的抽象方法抽象類(lèi)可以派生自另一個(gè)抽象類(lèi)，可以覆蓋基類(lèi)的抽象方法也可以不覆蓋，如果不覆蓋，則其派生類(lèi)必須覆蓋它們接口：是引用類(lèi)型，類(lèi)似于抽象類(lèi)但又不同于抽象類(lèi)不能被實(shí)例化只能包含實(shí)現(xiàn)的方法聲明成員可以包括方法、屬性、索引器和事件接口中不能包含常量、字段、構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)或靜態(tài)成員接口中的所有成員默認(rèn)為public，接口中不能有private成員派生類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)接口的所有成員一個(gè)類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口一個(gè)接口可以有多個(gè)父接口，實(shí)現(xiàn)該接口必須實(shí)現(xiàn)多有父接口中的所有成員抽象類(lèi)和接口的共同點(diǎn)都可以被繼承都不能被實(shí)例化都可以包含方法聲明派生類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)未實(shí)現(xiàn)的方法抽象類(lèi)和接口的區(qū)別抽象類(lèi)是一個(gè)不完整的類(lèi)，需要進(jìn)一步細(xì)化，而接口只是一個(gè)行為規(guī)范或規(guī)定，微軟的自定義接口總是后帶able字段，證明其是表述一類(lèi)類(lèi)“我能做…”.抽象類(lèi)可以定義字段、屬性和方法實(shí)現(xiàn)。接口只能定義屬性、索引器、事件、和方法聲明，不能包含字段。抽象類(lèi)更多的是定義在一系列緊密相關(guān)的類(lèi)之間，而接口大多數(shù)是定義在關(guān)系疏松但都實(shí)現(xiàn)某一功能的類(lèi)中。接口基本上不具備繼承的任何具體特點(diǎn)，它僅僅承諾了能夠調(diào)用的方法。接口可以被多重實(shí)現(xiàn)，抽象類(lèi)只能被單一繼承。即一個(gè)類(lèi)一次可以實(shí)現(xiàn)若干個(gè)接口，但只能繼承一個(gè)父類(lèi)。接口可以用于支持回調(diào)，而繼承并不具備這個(gè)特點(diǎn)。抽象類(lèi)不能被密封。抽象類(lèi)實(shí)現(xiàn)的具體方法默認(rèn)為虛的，但實(shí)現(xiàn)接口類(lèi)的接口方法卻默認(rèn)為非虛的，當(dāng)然也可以聲明為虛的。接口與非抽象類(lèi)類(lèi)似，抽象類(lèi)也必須為在該類(lèi)的基類(lèi)表中列出接口的所有成員提供它自己的實(shí)現(xiàn)。但是，允許抽象類(lèi)將接口方法映射到抽象方法上。如果抽象類(lèi)實(shí)現(xiàn)接口，則可以把接口中的方法映射到抽象類(lèi)中作為抽象方法而不必實(shí)現(xiàn)，而在抽象類(lèi)的子類(lèi)中實(shí)現(xiàn)接口的方法。抽象類(lèi)和接口的使用抽象類(lèi)主要用于關(guān)系密切的對(duì)象；而接口用于為不相關(guān)的類(lèi)提供通用功能如果要設(shè)計(jì)大的功能單元，則使用抽象類(lèi)；如果要在組件的所有實(shí)現(xiàn)間提供通用的已實(shí)現(xiàn)功能，則使用抽象類(lèi)。如果創(chuàng)建的功能將在大范圍的全異對(duì)象間使用，則使用接口。如果要設(shè)計(jì)小而簡(jiǎn)練的功能塊，則使用接口。如果預(yù)計(jì)要?jiǎng)?chuàng)建組件的多個(gè)版本，則創(chuàng)建抽象類(lèi)。抽象類(lèi)提供簡(jiǎn)單的方法來(lái)控制組件版本。好的接口定義應(yīng)該是具有專(zhuān)一功能性的，而不是多功能的，否則會(huì)造成接口的污染。如果一個(gè)類(lèi)只是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口中的一個(gè)功能，而不得不去實(shí)現(xiàn)接口的其他方法，那么就叫接口污染。盡量避免使用繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)組件功能，而是使用黑箱復(fù)用，即對(duì)象組合。因?yàn)槔^承的層次增多，造成最直接的后果就是當(dāng)你調(diào)用這個(gè)類(lèi)群中的某一類(lèi)時(shí)，就必須把它們?nèi)考虞d到棧中！后果可想而知。同時(shí)，有心的朋友可以留意到微軟在構(gòu)建一個(gè)類(lèi)時(shí)，很多時(shí)候都用到了對(duì)象組合的方法。比如中的\Page類(lèi)，有Server、Request等屬性，但其實(shí)它們都是某個(gè)類(lèi)的對(duì)象。使用Page類(lèi)的這個(gè)對(duì)象來(lái)調(diào)用另外類(lèi)的方法和屬性，是非?；镜囊粋€(gè)設(shè)計(jì)原則。2413.1.6接口的限制不允許在接口中定義任何字段，即使是靜態(tài)字段。字段本質(zhì)上是類(lèi)或結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)不允許在接口中定義任何構(gòu)造器不允許在接口中定義任何析構(gòu)器不允許為任何方法指定訪(fǎng)問(wèn)修飾符，接口中的所有方法都隱式為public不允許在接口中嵌套任何類(lèi)型雖然一個(gè)接口能從另一個(gè)接口繼承，但不允許從結(jié)構(gòu)或者類(lèi)中繼承一個(gè)接口。結(jié)構(gòu)或者類(lèi)中含有實(shí)現(xiàn)，假如允許接口從它們繼承，就會(huì)繼承一些實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明：接口標(biāo)示符習(xí)慣上以大寫(xiě)I開(kāi)頭，因?yàn)榻涌诳梢詮?qiáng)迫類(lèi)實(shí)現(xiàn)抽象成員讓類(lèi)執(zhí)行額外的動(dòng)作，所以類(lèi)標(biāo)識(shí)符通常以able結(jié)尾。總之：接口描述需要實(shí)現(xiàn)的操作、屬性和事件，以及每個(gè)操作需要接受和返回的參數(shù)類(lèi)型，但將操作的特定實(shí)現(xiàn)留給實(shí)現(xiàn)接口的類(lèi)去完成。25接口的一個(gè)應(yīng)用在一個(gè)類(lèi)層次中要實(shí)現(xiàn)多態(tài)，必需具備一組有相同祖先的類(lèi)如果我們想要?jiǎng)澐殖山M的類(lèi)不具有相同的祖先呢？如果它們分布于整個(gè)程序的多個(gè)地方，甚至位于多個(gè)單獨(dú)的類(lèi)層次中，情況如何？？2627實(shí)現(xiàn)方法：publicinterfaceIDrawable{voidDrawYourself();}28示例程序：ComparableTimeSpans.cs01:usingSystem;02:03:publicinterfaceIComparable04:{05:intCompareTo(IComparablecomp);06:}07:08:publicclassTimeSpan:IComparable09:{10:privateuinttotalSeconds;11:12:publicTimeSpan()13:{14:totalSeconds=0;15:}16:17:publicTimeSpan(uintinitialSeconds)18:{19:totalSeconds=initialSeconds;20:}2922:publicuintSeconds23:{24:get25:{26:returntotalSeconds;27:}28:29:set30:{31:totalSeconds=value;32:}33:}34:35:publicintCompareTo(IComparablecomp)36:{37:TimeSpancompareTime=(TimeSpan)comp;38:39:if(totalSeconds>compareTime.Seconds)40:return1;41:elseif(compareTime.Seconds==totalSeconds)42:return0;43:else44:return-1;45:}46:}3048:classTester49:{50:publicstaticvoidMain()51:{52:TimeSpanmyTime=newTimeSpan(3450);53:TimeSpanworldRecord=newTimeSpan(1239);54:55:if(myTime.CompareTo(worldRecord)<0)56:Console.WriteLine("Mytimeisbelowtheworldrecord");57:elseif(myTime.CompareTo(worldRecord)==0)58:Console.WriteLine("Mytimeisthesameastheworldrecord");59:else60:Console.WriteLine("Ispentmoretimethantheworldrecordholder");61:}62:}Ispentmoretimethantheworldrecordholder31接口的另一個(gè)應(yīng)用示例排序的實(shí)現(xiàn)：按姓名排序、分?jǐn)?shù)、院系一般性的實(shí)現(xiàn)過(guò)程：可重用于排序其他任何對(duì)象類(lèi)型示例：BubbleSortAscening.cs3201://Sorttheelementsofanarrayinascendingorder02:publicstaticvoidBubbleSortAscending(int[]bubbles)03:{04:boolswapped=true;05:06:for(inti=0;swapped;i++)07:{08:swapped=false;09:for(intj=0;j<(bubbles.Length-(i+1));j++)10:{11:if(bubbles[j]>bubbles[j+1])12:{13:Swap(j,j+1,bubbles);14:swapped=true;15:}16:}17:}18:}19:20://Swaptwoelementsofanarray21:publicstaticvoidSwap(intfirst,intsecond,int[]arr)22:{23:inttemp;24:25:temp=arr[first];26:arr[first]=arr[second];27:arr[second]=temp;28:}33存在的問(wèn)題：只能排序元素類(lèi)型為int的數(shù)組思考：只有11行涉及到更換數(shù)組元素類(lèi)型，其余代碼可以保持不變，使用替換代碼if(bubbles[j].CompareTo(bubbles[j+1])>0)實(shí)現(xiàn)：將一般排序方法的形式參數(shù)聲明為Icomparable類(lèi)型的數(shù)組，可以確定只有包含可比較對(duì)象的數(shù)組被傳遞給方法3401:usingSystem;02:03:publicinterfaceIComparable04:{05:intCompareTo(IComparablecomp);06:}07:08:publicclassTimeSpan:IComparable09:{10:privateuinttotalSeconds;11:12:publicTimeSpan()13:{14:totalSeconds=0;15:}16:17:publicTimeSpan(uintinitialSeconds)18:{19:totalSeconds=initialSeconds;20:}22:publicuintSeconds23:{24:get25:{26:returntotalSeconds;27:}28:29:set30:{31:totalSeconds=value;32:}33:}34:35:publicvirtualintCompareTo(IComparablecomp)36:{37:TimeSpancompareTime=(TimeSpan)comp;38:39:if(totalSeconds>compareTime.Seconds)40:return1;41:elseif(compareTime.Seconds==totalSeconds)42:return0;43:else44:return-1;45:}46:}3548:classSorter49:{50://Sortthecomparableelementsofanarrayinascendingorder51:publicstaticvoidBubbleSortAscending(IComparable[]bubbles)52:{53:boolswapped=true;55:for(inti=0;swapped;i++)56:{57:swapped=false;58:for(intj=0;j<(bubbles.Length-(i+1));j++)59:{60:if(bubbles[j].CompareTo(bubbles[j+1])>0)61:{62:Swap(j,j+1,bubbles);63:swapped=true;64:}65:}66:}67:}69://Swaptwoelementsofanarray70:publicstaticvoidSwap(intfirst,intsecond,IComparable[]arr)71:{72:IComparabletemp;74:temp=arr[first];75:arr[first]=arr[second];76:arr[second]=temp;77:}78:}3680:classT