C# - 接口

在人类世界中，两个人或多人之间的合同约束他们按照合同行事。同样，接口包含相关功能的声明。实现接口的实体必须提供所声明功能的实现。

在 C# 中，可以使用 interface 关键字定义接口。接口可以包含方法、属性、索引器和事件的声明。但是，它不能包含实例字段。

以下接口声明了文件操作的一些基本功能。

示例：C# 接口

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}

以上声明了一个名为 IFile 的接口。（建议接口名称以字母 "I" 开头，以便容易区分它是接口而不是类。）IFile 接口包含两个方法，ReadFile() 和 WriteFile(string)。

注意

接口可以包含方法、属性、索引器和事件的声明。
从 C# 8.0 开始支持具有实现体的默认接口方法。
接口不能包含构造函数和字段。
接口成员默认是 abstract 和 public。
不能将访问修饰符应用于接口成员。但是，从 C# 8.0 开始，在某些条件下可以使用 private、protected、internal、public、virtual、abstract、sealed、static、extern 和 partial 修饰符。

实现接口

类或结构可以使用冒号 : 实现一个或多个接口。在实现接口时，必须覆盖接口的所有成员。

语法

class ClassName : InterfaceName
{

}

例如，以下 FileInfo 类实现了 IFile 接口，因此它应该覆盖 IFile 的所有成员。

示例：接口实现

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}

class FileInfo : IFile
{
    public void ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }

    public void WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}

在上面的示例中，FileInfo 类实现了 IFile 接口。它使用公共访问修饰符覆盖了 IFile 接口的所有成员。FileInfo 类还可以包含接口成员之外的其他成员。

注意

接口成员必须使用 public 修饰符实现；否则，编译器将给出编译时错误。

您可以创建类的对象并将其分配给接口类型的变量，如下所示。

示例：接口实现

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        FileInfo file2 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 

        file2.ReadFile(); 
        file2.WriteFile("content"); 
    }
}

尝试一下

上面，我们创建了 FileInfo 类的对象，并将其分配给 IFile 类型变量和 FileInfo 类型变量。当接口隐式实现时，您可以使用 IFile 类型变量以及 FileInfo 类型变量访问 IFile 成员。

显式实现

接口可以使用 <InterfaceName>.<MemberName> 进行显式实现。当类实现多个接口时，显式实现非常有用；因此，它更具可读性并消除了混淆。如果接口恰好具有相同的方法名称，它也很有用。

注意

不要在显式实现中使用 public 修饰符。它将导致编译时错误。

示例：显式实现

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}
    
class FileInfo : IFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }

    void IFile.WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}

当您显式实现接口时，只能通过接口类型的实例访问接口成员。

示例：显式实现

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);
}

class FileInfo : IFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }

    void IFile.WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }

    public void Search(string text)
    {
        Console.WriteLine("Searching in file");
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        FileInfo file2 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 
        //file1.Search("text to be searched")//compile-time error 
        
        file2.Search("text to be searched");
        //file2.ReadFile(); //compile-time error 
        //file2.WriteFile("content"); //compile-time error 
    }
}

尝试一下

在上面的示例中，file1 对象只能访问 IFile 的成员，而 file2 只能访问 FileInfo 类的成员。这是显式实现的限制。

实现多个接口

类或结构可以实现多个接口。它必须提供所有接口所有成员的实现。

示例：实现多个接口

interface IFile
{
    void ReadFile();
}

interface IBinaryFile
{
    void OpenBinaryFile();
    void ReadFile();
}

class FileInfo : IFile, IBinaryFile
{
    void IFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading Text File");
    }

    void IBinaryFile.OpenBinaryFile()
    {
        Console.WriteLine("Opening Binary File");
    }

    void IBinaryFile.ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading Binary File");
    }

    public void Search(string text)
    {
        Console.WriteLine("Searching in File");
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        IBinaryFile file2 = new FileInfo();
        FileInfo file3 = new FileInfo();
		
        file1.ReadFile(); 
        //file1.OpenBinaryFile(); //compile-time error 
        //file1.SearchFile("text to be searched"); //compile-time error 
        
        file2.OpenBinaryFile();
        file2.ReadFile();
        //file2.SearchFile("text to be searched"); //compile-time error 
    
        file3.Search("text to be searched");
        //file3.ReadFile(); //compile-time error 
        //file3.OpenBinaryFile(); //compile-time error 
    }
}

尝试一下

上面，FileInfo 显式实现了两个接口 IFile 和 IBinaryFile。在实现多个接口时，建议显式实现接口，以避免混淆并提高可读性。

默认接口方法

到目前为止，我们了解到接口只能包含方法声明。C# 8.0 增加了对接口中带有具体实现的虚拟扩展方法的支持。

虚拟接口方法也称为默认接口方法，不需要在类或结构中实现。

示例：默认接口方法

interface IFile
{
    void ReadFile();
    void WriteFile(string text);

    void DisplayName()
    {
        Console.WriteLine("IFile");
    }
}

在上面的 IFile 接口中，DisplayName() 是默认方法。对于所有实现 IFile 接口的类，实现将保持不变。请注意，类不从其接口继承默认方法；因此，不能使用类实例访问它。

示例：接口实现

class FileInfo : IFile
{
    public void ReadFile()
    {
        Console.WriteLine("Reading File");
    }

    public void WriteFile(string text)
    {
        Console.WriteLine("Writing to file");
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        IFile file1 = new FileInfo();
        file1.ReadFile(); 
        file1.WriteFile("content"); 
        file1.DisplayName();

        FileInfo file2 = new FileInfo();
        //file2.DisplayName(); //compile-time error 
    }
}

尝试一下

了解更多关于默认接口方法的信息。

接口中的修饰符

C# 8.0 允许在接口中使用 private、protected、internal、public、virtual、abstract、sealed、static、extern 和 partial 修饰符。

所有接口成员的默认访问级别为 public。
包含方法体的接口成员是 virtual 成员，除非使用了 sealed 或 private 修饰符。
接口的 private 或 sealed 函数成员必须具有实现体。
接口可以声明静态成员，可以通过接口名称访问。

了解更多关于接口中修饰符的信息。