接口是什么？追根索源

转自：http://blog.youkuaiyun.com/ssfp8762/article/details/4042879

在编程上，一个被调用函数的函数名（个人认为是函数声明）及其参数就是一个接口，是调用函数与被调用函数之间的接口，两者通过参数和返回值传递信息，调用函数不必知道被调用函数是如何处理通过参数传入的数据和如何产生的返回值。同理，对于接口类也一样。  
  可以将接口的声明与具体的功能实现在位置上相分离，从而出现了专门的接口类和接口函数，而实现他们的功能将在其他的类或函数中。

学习AO，最重要的是理解“接口”这个概念。接口是什么？有什么具体作用？在多种计算机高级语言中，都可以看到“接口”这个术语，但基本上每一本书对“为什么使用接口”等重要文都都“语焉不详”，使得初学者往往不得要领。
认识接口，必须先要熟悉程序语言发展的历史才行，明白了程序语言发展的前世今生，才能知道这么多计算机语言为什么会是这个样子，为什么会是那种形式，它们之间为什么会有不同的区别产生。
计算机出现以后，数学家和计算机学家们相继开发了多种计算机高级语言，从Small-talk、Pascal、Basic、C、C++、Java到.NET平台上的各种语言，他们的发展步伐，可以看作是计算机语言从面向过程相面对象发展的一段历史。许多面向对象语言的教材都会告诉读者这一段历史，并宣称OO(Oriented-Object，面向对象）编程的优越性。从面向过程向面向对象转变的时候，需要注意的术语从“过程”、“函数”转变到了“类”“对象”上。

   什么是接口？为什么要使用接口？对于一个没有编程经验的初学者而言，理解它们是非常困难的。
   在了解这些问题的实质前，首先让我们明白一个概念——“粒度”。所谓粒度，其实质是一个程序中使用的代码单元的组合尺度。举一个例子，砂砾—砖块—房屋模块，修建一座房子有很多方法：如果不嫌麻烦，可以使用砂砾一点点来堆砌，或者将砂砾烧制为砖块砌筑，甚至直接从建筑工厂购买房屋的门窗墙组建来安装。这三种不同的方法代表了三种不同的组合尺度。砂砾是最小的单位，使用它搭建小的房屋还可以，但修建大型建筑，就无能为力了，这是因为砂砾太多不便于管理；砖块比砂砾聚合了一层，可以用来修建较大的房子；而房屋模板是最高的尺度，使用它可以快速地搭建大规模的房屋。这三种尺度的区别和联系，与程序员编写程序概念有很大的相似之处。
   在Pascal中，这种面向过程语言的基本的单元是过程和函数，它们是程序中最小的组件。过程和函数可以实现最基本的代码重用，当某些固定功能被编写为过程和函数后，就可以在程序中任意调用它们而不必再需要的地方都写上长长的重复代码，这样的好处是显而易见的。在一些小型的程序里面，使用过程和函数是合适的，但是在大中型程序中，它们的弊端就显示出来，过程和函数的粒度还是太低。如果有一个系统中存在10 000个函数和过程，程序员将不得不花费大量的时间去寻找和维护他们，10000个没有任何关系或者关系错综复杂的函数和过程的管理难度是显而易见的，就好像一间拥有10000名员工的企业一样，如果没有任何部门和职务，人人都一样，这岂不乱套了。
   面向对象语言的出现，其实就为了一个理由——提高编程的粒度。面向对象语言的基本单位是类（Class），她封装了数据成员（属性）和成员函数（方法），将最小组件的提高了一个等级，程序员需要直接操作的不是过程和函数，而是更高层次上的类。相当于公司把10000个员工分了很多部门，让不同的部门负责不同的事宜，这样公司终于可以走上正轨了。
   这是逻辑的抽象。
   做成了CLASS并没有解决编程中所有问题，新的问题随之而来，假设有一个部门的员工很多，可以做很多类型的工作，如何在部门之间实现更好的管理呢？好比有一个类，它提供了很多种方法和属性，这些方法和属性其实可以分为一群群，为不同的功能服务，但是类并没有做这个管理，她只是一个属性和方法的容器，在AO中，Map对象拥有很多类型的功能，像管理图层、管理元素、管理选择集、显示地图等，每种不同的功能群都有好多方法和属性，现在这些属性和方法是杂乱无章的，没有任何区别地堆积在一个类里面，当程序员需要寻找一个方法的时候，不得不遍历她们，这样做很不方便。
   接口（InterFace）的出现，解决了这个问题，就是将类的内部属性和方法进行分类。例如在MAP类中可以做几个接口，在这些接口中定义不同功能群的方法和属性，MAP实现了这些接口，这样就可以使用接口进行定义，如：

Dim pGraphicsContainer As IGraphicsContainer

pGraphicsContainer=pActiveView.FocusMap

pGraphicsContainer对象现在可以使用的属性和方法就只能是IGraphicsContainer接口定义的那部分，而不能使用其他接口定义的方法和属性，那如何使用其他接口定义的属性和方法呢？这就是所谓的QI（Query InterFace）功能，即从对象的一个接口查询另一个接口定义的属性和方法，如：

Dim pActiveView as IActiveView

pActiveView=pGraphicsContainer
   通过上面的操作，pActiveView现在就可以使用MAP类中IActiveView接口定义的属性和方法了，这就实现了在一个类的不同接口之间的转换。
   接口是一种用来定义程序的协定。实现接口的类要与接口的定义严格一致。有了这个协定，系统就可以抛开编程语言的限制。接口可以从多个父接口继承，而类可以实现多个接口，接口可以包含方法、属性、事件和索引器，她本身并不提供她所定义的成员的实现，而只是指定实现该接口的类或接口必须提供的成员。在可以使用类的地方，都可以使用接口来替代，除了使用类产生一个对象外。
   接口可以看作是一个特殊的类形式，除了不能别实例化为一个对象外，它可以实现类能够完成的任何任务，如声明对象为某种接口类型，接口也可以继承等。接口继承机制是非常有用的，如一个子类对象可以看作一个父类对象，接口也具备这样的特性，在很多时候程序员可以将一个字接口类型的对象定义为父接口类型的对象，从而实现一般化的操作，如：

Public Sub CreateGeometry(Byval pPolygon As IPolygon)

Public Sub CreateGeometry(Byval pPolygon As IGometry)
   上面的两个过程的参数一个是使用IPolygon对象，另一个是使用IGometry对象，后者可以使用的更广泛和更安全一点，如果不慎传进去的是一个IPoint对象，在第二个方法里面也是合法的，因为IGometry的对象可以是任何一种几何形体对象，而这种做法在第一个过程中就是错误的。
   一个类可以实现多个接口，一个接口也可以被多个类实现。使用形象一点的比拟方法，可以把类当成一个人，接口则当做一个身份。一个人可能有多个身份（一个类可以有多个接口），他可能是军人（军人接口定义军人的属性和行为），作家（作家接口定义作家的属性和行为）等，不同的身份使得他有不同的能力和属性。
   一个身份（接口）也能够被多个人使用（一个接口可以被多个类实现）。比如一个军人身份可以给很多人，但是这些人完全可以用不同的能力和属性实现这个身份，他们可能是空军军官，也可能是海军列兵。身份只定义了一个人是什么，却不会告诉别人在这个身份下该这么做。怎么做是这个人本身的事情（接口仅仅定义相关的方法和属性而不实现她们）。
   这是方法的具体。
   计算机语言的发展历史，其实就是一部不断地寻找更好组件粒度的历史，不断提高代码重用的历史。以前程序员使用过程和函数，后来使用类、接口乃至包、命名空间等，都是为了一个目的，那就是让程序员能够操作的组件在具体和抽象之间寻找一个平衡点，这不是一件容易的事情——太具体了，如过程和函数，就没有了框架；太抽象了，如类，就无法深入细微处。
   这就是编程的哲学。