抽象类和接口

Posted 2020-10-08 怪咖Eric

问题出现：

我们在使用C#的抽象类和接口的时候，往往会遇到以下类似的问题，大致归纳如下:

(1)抽象类和接口有什么本质的区别和联系？

(2)什么时候选择使用抽象类，然啥时候使用接口最恰当呢？

(3)在项目中怎样使用才能使得项目更具有可维护性、扩展性？怎样将它和Struct，类紧密的结合，达到最终的双刃剑作用？

解决方案：

这也是我在学习抽象类和接口的时候遇到的问题，从我归纳的这三个问题，不难看出这也许是我们大多数程序员遇到问题的三个阶段，

第一阶段（基础概念）：就象问题1一样，这部分人首先需要扫清基础概念的障碍，首先得懂得什么叫抽象类，什么叫接口？

然后了解抽象类和接口之间的区别和联系是什么？当然这可能需要一段时间去理解和实践，毕竟这些概念比较抽象，属于那种摸不着看不到的东西，当然最主要还是多练习，没事的时候做个Demo实例，把它们都使用一遍，在使用的过程中多想想为什么要这样用？这用有什么好处？能不能使用接口呢,如果不能，使用抽象类好处又在哪？这样可以加深对它们的理解，这也是我的一点点经验吧，呵呵！说了这么多，我还是把问题1总结一下，一是方便自己记，二是加深理解吧。

抽象类和接口的概念：其实这些概念在教科书和博客里基本上一大堆，前辈们总结的也很好了，但是可能在通俗、易懂方面有点晦涩难懂，我就翻译一下，加点陕西版的白话文，嘿嘿。

（1）抽象类：提供了一组派生类访问共享基类的公共方法；

抽象类的特性是：（1）抽象类既包括抽象方法，也可以包括方法的实现；（2）抽象类不能被实例化，也不能被密封；（3）抽象类中的抽象方法要么在派生类中实现，要么用派生抽象类继承（抽象派生类可以继承基类抽象方法的），如果要在派生类中实现 基类的抽象方法，必须使用override 修饰符；（4）抽象类属于单继承（这点属于所有类的同性，在这提一下）（5）抽象类是一族群的抽象，类似于 IS-A；

以上我如果说的还不是很清楚，给你个官网的关于抽象类的地址:https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/abstract

（2）接口：包含了一组虚方法的抽象类型；

接口的特性是：（1）接口中只包括虚方法的定义，只有声明定义，没有函数实现；（2）接口类中可以包括属性、事件、索引器等，但不能包括字段；（3）接口类属于多继承;（4）继承了接口的类必须全部实现接口的方法；

如果想了解官网关于接口的说明，给你一个地址：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/interface

抽象类和接口的区别和联系：

相同点：（1）都是不能直接实例化，只能通过继承方式去实现；

（2）都是对事物行为和对象的抽象，形成一定的设计模式；

不同点：

（1）接口支持多继承；抽象类不能实现多继承；

（2）接口包括方法、属性、事件、索引器，不能包括字段；抽象类可以包括字段，也可以包括方法的实现；

（3）接口可以支持回调，抽象类不支持回调

（4）接口可以作为值类型和引用类型基类，而抽象类只能作为引用类型的基类；

第二阶段（使用阶段）：就象问题2一样，这部分人对基础有了一定的了解，但就是缺乏一定的实践，或许就是做个简单的Demo了事，那么什么时候用抽象类，啥时用接口呢？

分析第二个问题，我提出3点建议：

第一个建议，对基础概念不只是概念的记忆，要多练、多思，然后再多练、再多思，循环几次，直到熟烂于心；

第二个建议，尽量在自己的项目中使用这方面的知识，去使用它，你才能发现问题，解决问题，才会思考；

第三个建议，对自己使用过的抽象类和接口的项目的知识点进行总结和归纳； 
就什么时候使用抽象类和接口，我总结前辈的经验，给出以下几点，仅供参考：

（1）当设计的组件将来有多个版本的时候一般使用抽象类，例如用C#设计数据库DB，刚开始你可能使用的是sql server ,mysql，以后大型的项目可能要使用oracle,DB这种大型的数据库系统，那么我们在设计类的时候就设计一个抽象的基类DB，让它具有 数据的一些通用的属性和方法，属性：数据库的连接名，版本，数据库类型，数据库的通用方法：Open()，Close()方法等；

（2）当设计的组件同时支持通用的行为动作，可以考虑接口；例如鸟类，人类，车类都可以有声音，这时候可以设计接口，包含叫的函数行为，然后在各个具体的类中实现；

（3）在继承了接口的派生类或接口中，一旦该接口需要增加行为方法是个比较头疼的事情，必须所有的继承都必须实现它的方法，这个时候可以在派生类去实现一个新增的接口，来实现派生类的独特动作，举例说明：

/// <summary>
/// 实现一个爬行动物的动作接口
/// </summary>
interface IAnimalClimb
{
void Climb();
}

/// <summary>
/// 实现一个会叫的动物的动作接口
/// </summary>
interface ICry
{
void Cry();
}
/// <summary>
/// 实现一个动物抽象类
/// </summary>
public abstract class Animal
{
//动物的名字
public string Name { get; set; }
//动物的颜色
public string Color { get; set; }


//动物抽象类的共有方法


public abstract void Sleep();

public abstract void Breathe();
}

/// <summary>
/// 定义鸟类，通用方法是会飞
/// </summary>
public class Bird : Animal,ICry
{

public override void Sleep()
{
Console.WriteLine("Bird派生类继承了基类的Sleep()方法");
}

public override void Breathe()
{
Console.WriteLine("Bird派生类继承了基类的Breathe()方法");
}

//鸟类可以继承统一的接口动作，例如：叫
public void Cry()
{
Console.WriteLine("Bird派生类继承了接口ICry的叫的方法");
}
}

/// <summary>
/// 定义爬行动物类
/// </summary>
public class Snake : Animal, IAnimalClimb
{
public override void Breathe()
{
Console.WriteLine("Snake派生类继承了基类的Sleep()方法");
}

public override void Sleep()
{
Console.WriteLine("Snake派生类继承了基类的Sleep()方法");

}
//爬行动物可以继承统一的接口动物，例如：爬
public void Climb()
{
Console.WriteLine("Snake派生类继承了接口IAnimalClimb的爬的方法");
}
}
以上代码，只是说明问题，比较简单；
第三阶段（优化阶段）：就象问题3一样，我们在做一个抽象类或者接口的时候首先考虑的是能用就行，结果就是定义的类或接口比较多，难以维护和扩展，或者就是类之间有交集，那怎么优化继承关系？怎样才能使得程序具有可维护性和扩展性呢？
我个人建议具备以下几个方面方可：
（1）要有扎实的基础知识和深厚的基础功底；
（2）要有一个多问、多思的心；对于抽象类和接口多问问，为什么不使用抽象类而要使用接口？为什么在这个地方使用接口合适？
（3）多看看前辈们是怎么设计接口和类的，这方面的资料网上搜搜不少；
（4）个人建议多看看设计模式这方面的知识，因为他们是前辈在设计时的经验和思想；