C#：接口（interface)
目次接口的核心是什么？
1. 什么是接口（Interface），为什么要用它？
2. 怎样定义和利用接口？
3.什么是引用接口？
怎样“引用接口”？
“引用接口”的关键点
4. 接口与抽象类的区别
5. 接口的常见特性
6. 怎样通过接口进行依靠注入？
7. 常见陷阱和留意事项
接口的核心是什么？
从最根本的角度看，人类总是需要一种方式来定义“规则”或“标准”，让不同的人或事物按照相同的模式工作。比如，你去餐厅点餐，菜单上列出了各种菜品（规则），厨师和服务员必须按照菜单上的形貌来准备和提供食物。接口在编程中就像这个菜单：它定义了一组方法和属性，告诉类“如果你要实现我，你必须提供这些功能”。
在 C# 中，接口是一种抽象范例，用于定义活动规范（contract），但不提供实现。类或结构体可以通过实现接口来答应遵守这些规范。接口的核心头脑是：分离“做什么”（接口定义）和“怎么做”（类实现），从而进步代码的灵活性、可扩展性和复用性。
1. 什么是接口（Interface），为什么要用它？
定义：接口是 C# 中的一种引用范例，用于声明一组方法、属性、事件或索引器的签名，但不包含具体实现。接口本身不能被实例化，只能被类或结构体实现。
为什么要用接口而不是直接用类？
[*] 从第一性原理看：如果你想让多个类有相同的活动（比如都能“飞行”或“盘算”），但它们的实现细节不同（比如鸟和飞机飞的方式不同），直接用类继承会有局限，因为一个类只能继承一个基类（单继承）。接口解决了这个问题：它允许一个类实现多个接口，从而支持多重继承的“活动”。
[*] 接口的优势：
[*] 抽象和规范：接口定义了“应该做什么”，但不关心“怎么做”，让开发者专注于实现。
[*] 松耦合：通过接口编程（依靠抽象而非具体实现），代码更灵活，易于替换或扩展。
[*] 测试性：接口便于 mock（模仿）测试，可以用假实现替换真实实现。
[*] 多功能性：一个类可以实现多个接口，拥有多种本领。
例子：假设你有一个体系，需要不同范例的运输工具（车、船、飞机）都能“运输”。你可以定义一个接口：
public interface ITransport
{
void Move(); // 所有运输工具必须实现这个方法
} 然后不同的类可以实现这个接口：
public class Car : ITransport
{
public void Move()
{
Console.WriteLine("车在路上行驶。");
}
}
public class Ship : ITransport
{
public void Move()
{
Console.WriteLine("船在水上航行。");
}
} 现在，你可以用同一个接口 ITransport 处置惩罚任何运输工具，而不必关心具体范例。
2. 怎样定义和利用接口？
定义接口：
接口用 interface 关键字定义，内里只能包含方法、属性、事件或索引器的签名，不能有具体实现。接口成员默认是公有的（public），不能有访问修饰符。
例子：
public interface IShape
{
double CalculateArea(); // 定义方法签名
string Name { get; set; } // 定义属性签名
} 实现接口：
类或结构体通过 : 接口名 来实现接口，并必须提供全部接口成员的具体实现。
例子：
public class Circle : IShape
{
public string Name { get; set; }
public double CalculateArea()
{
return Math.PI * Radius * Radius; // 假设有一个 Radius 字段
}
private double Radius { get; set; }
public Circle(double radius)
{
Radius = radius;
Name = "圆";
}
}
public class Rectangle : IShape
{
public string Name { get; set; }
public double CalculateArea()
{
return Length * Width; // 假设有 Length 和 Width 字段
}
private double Length { get; set; }
private double Width { get; set; }
public Rectangle(double length, double width)
{
Length = length;
Width = width;
Name = "矩形";
}
} 利用接口：
你可以通过接口范例引用实现了该接口的任何对象，这被称为“接口多态”。
例子：
IShape shape1 = new Circle(5); // 用接口引用 Circle 对象
IShape shape2 = new Rectangle(4, 6);
Console.WriteLine($"{shape1.Name} 面积：{shape1.CalculateArea()}");
Console.WriteLine($"{shape2.Name} 面积：{shape2.CalculateArea()}"); 输出：
圆 面积：78.53981633974483
矩形 面积：24 解释：这里 IShape 是抽象的“条约”，Circle 和 Rectangle 都实现了这个条约。通过 IShape 接口，你可以同一处置惩罚不同形状，而不必关心具体范例。
3.什么是引用接口？
想象你在构造一场集会，你希望约请一些人来表演，比如歌手、把戏师和舞蹈家。你不关心他们具体是谁（比如张三照旧李四），你只关心他们能做什么（唱歌、变把戏、跳舞）。以是，你会发出一份“约请函”（接口），上面写着：“只要你能唱歌，就来表演！”然后，任何符合条件的人（实现了这个接口的类）都可以来。
在 C# 中，“引用接口”就是说你用接口范例来指向（引用）实现了这个接口的某个对象。也就是说，你并不直接利用具体类的实例（如 Singer 或 Magician），而是通过接口（如 IPerformer）来操作它们。这让你的代码更灵活，因为你可以在运行时轻松替换不同的实现。
怎样“引用接口”？
照旧用集会的比喻：
[*] 定义规则（接口）： 你先写一份“约请函”，阐明表演者需要做什么
public interface IPerformer
{
void Perform(); // 所有表演者必须能表演
} 这里，IPerformer 就像是“必须会唱歌或变把戏”的要求。
2.有人响应（类实现接口）： 不同的人（类）根据约请函的要求，答应他们会表演 。
public class Singer : IPerformer
{
public void Perform()
{
Console.WriteLine("我唱一首歌！");
}
}
public class Magician : IPerformer
{
public void Perform()
{
Console.WriteLine("我变一个魔术！");
}
} 这里，Singer 和 Magician 都说：“我能表演！”他们实现了 IPerformer 接口。
3. 发约请并引用（用接口范例引用对象）： 你不直接请某个具体的人（比如只请 Singer），而是发出一张通用约请，说“我要一个能表演的人”。然后，任何符合条件的人都可以来，你用“表演者”的身份（接口）来管理他们。
IPerformer performer = new Singer(); // 用接口引用 Singer 对象
performer.Perform(); // 输出：我唱一首歌！
performer = new Magician(); // 随时换人，用接口引用 Magician 对象
performer.Perform(); // 输出：我变一个魔术！ 解释：这里 IPerformer 是一个“通用标签”，你可以随时用它指向 Singer 或 Magician。你只关心他们能“Perform”，而不关心具体是谁。
“引用接口”的关键点
[*] 接口是抽象的：你不能直接创建接口的实例（比如 new IPerformer() 是错误的），因为接口只是规则，不是具体的东西。你只能用接口来引用实现了它的类。
[*] 多态性：通过接口引用不同类的对象，这种本领叫多态（Polymorphism）。就像你请的表演者可以是歌手也可以是把戏师，但你用同一个方式（“表演”）来指挥他们。
[*] 松耦合：如果你直接用类（比如只写 Singer singer = new Singer();），代码就和 Singer 牢牢绑在一起。如果以后想换成 Magician，你就得改代码。但用接口（IPerformer performer = ...），你只需要换成新的实现，调用代码不消变。
4. 接口与抽象类的区别
虽然接口和抽象类（abstract class）都有抽象活动，但它们有紧张区别：
[*] 接口：
[*] 只包含签名，没有实现（C# 8.0 之后支持默认实现，但仍以签名为主）。
[*] 一个类可以实现多个接口。
[*] 适合定义活动规范。
[*] 抽象类：
[*] 可以包含部分实现（抽象方法和普通方法）。
[*] 一个类只能继承一个抽象类。
[*] 适合定义共享的基类逻辑和状态。
选择发起：如果只是定义“应该做什么”，用接口；如果需要共享代码或状态，用抽象类。
5. 接口的常见特性
[*] 多个接口实现：一个类可以实现多个接口，用逗号分隔。
例子：
public interface IFlyable
{
void Fly();
}
public interface ISwimable
{
void Swim();
}
public class Duck : IFlyable, ISwimable
{
public void Fly()
{
Console.WriteLine("鸭子在飞！");
}
public void Swim()
{
Console.WriteLine("鸭子在游泳！");
}
} 显式接口实现：如果同一个接口方法在不同接口中有辩说，可以用显式实现。
例子：
public interface I1
{
void Method();
}
public interface I2
{
void Method();
}
public class MyClass : I1, I2
{
void I1.Method() // 显式实现 I1 的 Method
{
Console.WriteLine("I1 的方法");
}
void I2.Method() // 显式实现 I2 的 Method
{
Console.WriteLine("I2 的方法");
}
} 只有通过接口引用才气调用这些方法（比如 ((I1)myObject).Method()）。
接口继承：接口可以继承其他接口。
例子：
public interface IBase
{
void BaseMethod();
}
public interface IDerived : IBase // IDerived 继承 IBase
{
void DerivedMethod();
} 6. 怎样通过接口进行依靠注入？
接口是依靠注入（Dependency Injection, DI）的基础。它的核心头脑是：不直接依靠具体类，而是依靠接口，这样可以轻松替换实现。
public interface ILogger
{
void Log(string message);
}
public class ConsoleLogger : ILogger
{
public void Log(string message)
{
Console.WriteLine($"日志：{message}");
}
}
public class MyService
{
private readonly ILogger _logger;
public MyService(ILogger logger) // 通过构造函数注入
{
_logger = logger;
}
public void DoSomething()
{
_logger.Log("服务正在运行...");
}
}
// 使用
ILogger logger = new ConsoleLogger();
MyService service = new MyService(logger);
service.DoSomething(); 好处：如果以后想换成文件日记（FileLogger），只需替换 logger，而无需改动 MyService。
7. 常见陷阱和留意事项
[*] 接口不能包含字段：接口只能定义方法、属性、事件，不能有字段或具体实现（除非利用默认接口方法，C# 8.0+）。
[*] 空接口（Marker Interface）：如果接口没有任何成员，可能没有太大意义，除非用于标记（比如 ISerializable）。
[*] 定名约定：接口通常以 I 开头（如 IList、IDisposable），以便与类区分。
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