抽象类 VS 接口
引言
接口和抽象类是面向对象编程(OOP, Object Oriented programming)中两个绕不开的概念,二者相似而又有所不同。接下来,我们来了解二者的概念并比较它们的异同。
什么是抽象类型?
抽象类是一种特殊的类,该类不能被实例化。抽象类的存在就是为了被继承,即抽象类可以被其它类继承但不能被实例化。那么,我们为什么需要一个无法被实例化的类呢?这样做的优点是,通过抽象类我们制定了一份强制所有子类必须遵守的合约,使所有子类有着一致的层次结构。抽象类提供了一种规范用于规定子类如何进行工作,子类可根据自身情况来重写抽象类中的抽象成员(及其它可被重写的成员)以满足自身需求。
抽象类作为一个基类,可以包含已实现的成员,同时应至少包含一个抽象成员,否则就没必要使用抽象类了。如果一个抽象类中仅仅包含抽象方法,那么这时抽象类就和接口很像了。
什么是接口?
接口中不能包含任何被实现的成员,即接口中只能包含成员的签名。如,没有方法体的方法、只包含访问器关键字(set、get)的属性等。和抽象类类似,接口也是一份合约。C#中,接口和抽象类的主要区别是,类可以实现多个接口,但只能继承一个(抽象)类。
比较异同
特征 | 接口 | 抽象类 |
---|---|---|
是否支持多继承 | 支持 | 不支持 |
默认实现 | 接口中不能包含任何已实现的成员 | 抽象类中可以包含已实现(非抽象)的成员 |
访问修饰符 | 接口成员默认是公共(public)的,不再允许被任何访问修饰符修饰 | 抽象类成员可以被访问修饰符(不能是private)修饰 |
核心 VS 辅助 | 接口多用于定义(辅助性的)能力 | 抽象类多用于定义相同类型(这里类型不是数据类型的意思,解释见下文)子类所共有的一些特征 |
若只提供一些方法上的约束,建议使用接口 | 如果子类属于同一类型,且具有相同的行为或状态,建议使用抽象类提供约束 | |
寻找成员速度 | 相比抽象类较慢 | 相比接口更快 |
成员变动的影响 | 如果接口成员发生改动,则所有实现类都要进行改动 | 若向抽象类中添加非抽象成员,我们可以给该成员提供默认实现,这样子类就无需发生变动 |
允许包含的抽象成员 | 属性、方法、事件、索引器(这四类本质上都是方法) | 属性、方法、事件、索引器 |
是否允许定义字段 | 不允许 | 不允许定义使用abstract修饰的字段 |
抽象类是对子类的抽象,即将子类中的公共部分提取出来,放到一个特定的类中。抽象类是一份合约,用于为同一类型(这里类型不是指数据类型,而是逻辑上的划分,如人和猫都是动物)的子类提供约束。
接口也是一份合约,但接口多用对能力的定义,即用于指定实现类能做哪些事儿。
人和猫,都属于动物这个大类,我们可以抽象出二者的公共部分。如,年龄、体重、吃、会叫(用于形容人不太友好)等作为一个抽象类的成员。
abstract class Animal
{
public abstract int Age { set; get; }
public abstract float Weight { set; get; }
public abstract void Call();
//默认实现
public virtual void Eat()
{
Console.WriteLine("猫粮......");
}
} class Person : Animal
{
public override int Age { set; get; }
public override float Weight { set; get; } public override void Eat()
{
Console.WriteLine("鱼香肉丝盖饭......");
} public override void Call()
{
Console.WriteLine("雷好啊......");
}
} class Cat : Animal
{
public override int Age { set; get; }
public override float Weight { set; get; } public override void Call()
{
Console.WriteLine("喵喵喵......");
}
}
那么,只要继承Animal类的类都应属于动物这个大类,汽车就不应该继承Animal类。
此外,人和猫相比,人会制作工具而猫不行,那么制作工具的技能就是人所特有的,这时可以定义一个接口提供对制作工具这项技能的约束,然后让Person类实现该接口。
interface ICreatTool
{
void CreateTool();
} class Person : Animal, ICreatTool
{
public override int Age { set; get; }
public override float Weight { set; get; } public override void Eat()
{
Console.WriteLine("鱼香肉丝盖饭......");
} public override void Call()
{
Console.WriteLine("雷好啊......");
} public void CreateTool()
{
Console.WriteLine("造台MAC......");
}
}
再如,人、车、猫三者都可以跑,那么也可以定义个接口用于对跑这项技能提供约束。
interface IRun
{
void Run();
} class Person : IRun
{
public void Run()
{
Console.WriteLine("11路公交......");
}
} class Cat : IRun
{
public void Run()
{
Console.WriteLine("四蹄奔腾......");
}
} class Car : IRun
{
public void Run()
{
Console.WriteLine("四轮......");
}
}
小结
用简单的话概括接口和抽象类的异同:
抽象类和接口都是一种约束,这种约束使我们的代码有更好的层次结构,特别是在多人协同开发时(若每个人都按照自己的习惯来,对整个开发团队而言,开发成本不知要提高多少)。
抽象类是对相同类型(不是数据类型)子类公共部分的抽象(约束),接口是对能力的一种约束。
此外,建议大家读一读文末给出的这篇文章,本人读完收益颇多,本文中的表格部分引自该文。
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