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= C#接口 =

== 介绍 ==
在C#中，'''接口（Interface）'''是一种引用类型，它定义了一组相关的功能（方法、属性、事件或索引器）的契约，但不提供具体实现。接口允许开发者实现多态行为，并促进代码的解耦和可扩展性。类或结构体可以通过实现接口来承诺提供接口中定义的所有成员。

接口的主要特点包括：
* 不能直接实例化
* 不包含字段（C# 8.0之前）
* 成员默认是公共的且抽象的
* 支持多重继承（一个类可以实现多个接口）

== 基本语法 ==
接口使用<code>interface</code>关键字定义：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public interface IExampleInterface
{
    void DoSomething();
    int Calculate(int a, int b);
    string Name { get; set; }
}
</syntaxhighlight>

实现接口的类必须提供所有成员的具体实现：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public class ExampleClass : IExampleInterface
{
    public string Name { get; set; }

    public void DoSomething()
    {
        Console.WriteLine("Doing something...");
    }

    public int Calculate(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
}
</syntaxhighlight>

== 接口特性详解 ==

=== 显式接口实现 ===
当类实现多个含有相同成员名的接口时，可以使用显式实现来消除歧义：

<syntaxhighlight lang="csharp">
interface IFirst
{
    void Method();
}

interface ISecond
{
    void Method();
}

class Implementation : IFirst, ISecond
{
    void IFirst.Method() => Console.WriteLine("IFirst implementation");
    void ISecond.Method() => Console.WriteLine("ISecond implementation");
}
</syntaxhighlight>

调用方式：
<syntaxhighlight lang="csharp">
var obj = new Implementation();
((IFirst)obj).Method();  // 输出: IFirst implementation
((ISecond)obj).Method(); // 输出: ISecond implementation
</syntaxhighlight>

=== 默认接口方法（C# 8.0+） ===
C# 8.0引入了接口方法的默认实现：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public interface ILogger
{
    void Log(string message);
    
    // 默认实现
    void LogError(string error) => Log($"ERROR: {error}");
}
</syntaxhighlight>

=== 接口继承 ===
接口可以继承其他接口：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public interface IReadable
{
    string Read();
}

public interface IWritable : IReadable
{
    void Write(string content);
}
</syntaxhighlight>

类实现<code>IWritable</code>时必须同时实现<code>IReadable</code>的成员。

== 实际应用案例 ==

=== 插件系统 ===
接口常用于实现插件架构：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public interface IPlugin
{
    string Name { get; }
    void Execute();
}

public class CalculatorPlugin : IPlugin
{
    public string Name => "Calculator Plugin";
    
    public void Execute()
    {
        Console.WriteLine("Calculator plugin is running...");
        // 具体计算逻辑
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 依赖注入 ===
现代框架如ASP.NET Core广泛使用接口进行依赖注入：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public interface IEmailService
{
    void SendEmail(string to, string subject, string body);
}

public class SmtpEmailService : IEmailService
{
    public void SendEmail(string to, string subject, string body)
    {
        // 使用SMTP发送邮件
    }
}

// 在控制器中使用
public class UserController
{
    private readonly IEmailService _emailService;
    
    public UserController(IEmailService emailService)
    {
        _emailService = emailService;
    }
}
</syntaxhighlight>

== 接口 vs 抽象类 ==

<mermaid>
classDiagram
    class 接口 {
        <<interface>>
        只能包含抽象成员(默认)
        支持多重继承
        不能包含字段(C#8.0前)
        不能有构造函数
    }
    class 抽象类 {
        可以包含具体实现
        单继承
        可以包含字段
        可以有构造函数
    }
</mermaid>

主要区别：
* 抽象类可以包含实现，接口不能（C# 8.0前）
* 类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口
* 抽象类可以包含字段，接口不能（C# 8.0前）
* 抽象类可以有构造函数，接口不能

== 最佳实践 ==
1. 使用接口定义'''角色'''而不是'''类型'''
2. 遵循接口隔离原则（ISP） - 保持接口小巧专注
3. 使用<code>I</code>前缀命名接口（如<code>IEnumerable</code>）
4. 考虑使用接口进行单元测试的模拟
5. 在需要跨组件边界通信时优先使用接口

== 高级主题 ==

=== 协变和逆变接口 ===
C#支持泛型接口中的变体：

<syntaxhighlight lang="csharp">
// 协变(out)
interface IEnumerable<out T> { /*...*/ }

// 逆变(in)
interface IComparer<in T> { /*...*/ }
</syntaxhighlight>

数学表示：
* 协变：若<math>A \leq B</math>，则<math>I<A> \leq I<B></math>
* 逆变：若<math>A \leq B</math>，则<math>I<B> \leq I<A></math>

=== 接口重新实现 ===
派生类可以重新实现接口：

<syntaxhighlight lang="csharp">
interface IBase { void Method(); }

class Base : IBase { public void Method() => Console.WriteLine("Base"); }

class Derived : Base, IBase { public new void Method() => Console.WriteLine("Derived"); }
</syntaxhighlight>

== 总结 ==
C#接口是面向对象设计中的强大工具，它：
* 促进松耦合设计
* 实现多态行为
* 支持多重继承
* 提高代码可测试性
* 是现代框架（如.NET Core）的基础

通过合理使用接口，可以创建更灵活、可维护和可扩展的应用程序架构。

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[[Category:C Sharp 高级类特性]]