C# 接口和类

最新推荐文章于 2025-03-18 11:17:59 发布

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1 接口

当需要定义一组方法或属性，但不关心具体实现时，可以使用接口。当然，如果是开发小型工具类或者内部工具、小型项目时可以不使用接口，直接使用类，但如果是大型项目、框架设计或需要支持插件化的场景，则最好使用接口。

从 C# 8.0 开始，接口可以包含默认实现，但实现类仍然可以选择重写默认实现。

1.1 接口的优势

1、统一标准，支持多态

通过接口，可以将不同的类视为同一类型，从而实现多态性。比如：一个接口可以被不同的类实现，然后通过接口去调用这些类的方法。

2、解耦

接口可以将定义与实现分离，降低代码的耦合度。

3、支持多重继承

一个类可以继承多个接口，从而在该类实现不同接口的方法。

interface IShape
{
    void Draw();
}

interface IColor
{
    void SetColor(string color);
}

class Circle : IShape, IColor
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
    }

    public void SetColor(string color)
    {
        Console.WriteLine("Setting color to " + color);
    }
}

4、使用接口可以让依赖可替换，使单元测试更容易

5、扩展性高

接口将定义与实现分离，调用方代码依赖于接口（抽象），而不是具体的实现类。这样，当需要替换或扩展实现时，只需要提供新的实现类，而不需要修改调用方的代码。

如：有一个支付系统，最初只支持信用卡支付，但未来可能需要支持更多的支付方式（如支付宝、微信支付等）。如果直接使用类，扩展性会很差；而使用接口，则可以轻松扩展。

直接使用类：

class CreditCardPayment
{
    public void Pay(decimal amount)
    {
        Console.WriteLine($"Paid {amount} via Credit Card");
    }
}

class PaymentProcessor
{
    private CreditCardPayment _payment;

    public PaymentProcessor()
    {
        _payment = new CreditCardPayment(); // 直接依赖具体类
    }

    public void ProcessPayment(decimal amount)
    {
        _payment.Pay(amount);
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        PaymentProcessor processor = new PaymentProcessor();
        processor.ProcessPayment(100.00m); // 输出: Paid 100.00 via Credit Card
    }
}

如果现在需要支持支付宝支付，必须修改 PaymentProcessor 类，增加对支付宝的支持。这种设计违反了开闭原则（对扩展开放，对修改关闭），每次添加新的支付方式都需要修改调用方代码。

使用接口：

// 定义接口
interface IPayment
{
    void Pay(decimal amount);
}

// 信用卡支付实现
class CreditCardPayment : IPayment
{
    public void Pay(decimal amount)
    {
        Console.WriteLine($"Paid {amount} via Credit Card");
    }
}

// 支付宝支付实现
class AlipayPayment : IPayment
{
    public void Pay(decimal amount)
    {
        Console.WriteLine($"Paid {amount} via Alipay");
    }
}

// 支付处理器
class PaymentProcessor
{
    private IPayment _payment;

    // 通过构造函数注入依赖
    public PaymentProcessor(IPayment payment)
    {
        _payment = payment;
    }

    public void ProcessPayment(decimal amount)
    {
        _payment.Pay(amount);
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 使用信用卡支付
        IPayment creditCardPayment = new CreditCardPayment();
        PaymentProcessor processor1 = new PaymentProcessor(creditCardPayment);
        processor1.ProcessPayment(100.00m); // 输出: Paid 100.00 via Credit Card

        // 使用支付宝支付
        IPayment alipayPayment = new AlipayPayment();
        PaymentProcessor processor2 = new PaymentProcessor(alipayPayment);
        processor2.ProcessPayment(200.00m); // 输出: Paid 200.00 via Alipay
    }
}

如果需要支持新的支付方式（如微信支付），只需要创建一个新的实现类，而不需要修改PaymentProcessor 或调用方的代码。

如果使用类，且通过新增方法来实现新功能（如微信支付），而不是修改现有代码，这样会：

①、导致类的职责过重，PaymentProcessor 类会随着支付方式的增加而变得臃肿，违反了单一职责原则。

②、调用方需要修改。调用方需要知道具体使用哪个支付方法（如 PayByCreditCard、PayByAlipay、PayByWeChat），如果调用方需要动态选择支付方式，代码会变得复杂。

③、难以扩展。如果需要支持更多的支付方式，必须不断修改 PaymentProcessor 类，添加新的方法，这种方式在支付方式较少时可行，但在支付方式较多时会变得难以维护。

1.2 接口和抽象类

特性	接口（Interface）	抽象类（Abstract Class）
实例化	不能实例化	不能实例化
字段	不能包含字段	可以包含字段
多重继承	支持多重继承	不支持多重继承