明辨接口實現和虛函數重載的區別

Effective C# 原則20：Item 20: Distinguish Between Implementing Interfaces and Overriding Virtual Functions

粗略的看一下，感覺實現接口和虛函數重載是一樣的。你定義了一些對象，但是這些對象是在另一個類型裏申明的。你被第一感覺騙了，實現接口與虛函數重載是完全不同的。在接口裏定義的成員默認情況下，是根本不存在實際內容的。

派生類不能重載基類中的接口成員。接口可以隱式的實現，就是把它們從類的公共接口中隱藏。它們的概念是不同的而且使用也是不同的。

但你可以這樣的實現接口：讓你的派生類可以修改你的實現。你只用對派生類做一個Hook就行了。(譯註：相信寫過C++程序的人就知道hook是什麼意思，而且我也實在想不到把hook譯成什麼比較好，所以就直接用hook這個原詞了，就像bug一樣。)

爲了展示它們的不同之處，試着做一個簡單的接口以及在一個類中實現它：

 

interface IMsg
...{
  void Message();
}

public class MyClass : IMsg
...{
  public void Message()
  ...{
    Console.WriteLine( "MyClass" );
  }
}

Message()方法是MyClass的公共接口，Message同樣可以用一個接口指針IMsg來訪問。現在讓我們來一點繁雜的，添加一個派生類：

 

public class MyDerivedClass : MyClass
...{
  public new void Message()
  ...{
    Console.WriteLine( "MyDerivedClass" );
  }
}

注意到，我添加了一個關鍵字new在Message方法上，用於區別前面的一個Message(參見原則29)。MyClass.Message()不是虛函數，派生類可以不提供重載版本。MyDerived類創建了一個新的Message方法，但這個方法並不是重載MyClass.Message:它隱藏了原來的方法。而且，MyClass.Message還是可以通過IMsg的引用來訪問：

 

MyDerivedClass d = new MyDerivedClass( );
d.Message( ); // prints "MyDerivedClass".
IMsg m = d as IMsg;
m.Message( ); // prints "MyClass"

 

接口方法不是虛的，當你實現一個接口時，你就要在詳細的相關類型中申明具體的實現內容。

但你可能想要創建接口，在基類中實現這些接口而且在派生類中修改它們的行爲。這是可以辦法到的。你有兩個選擇，如果不訪問基類，你可以在派生類中重新實現這個接口：

 

public class MyDerivedClass : MyClass, IMsg
...{
  public new void Message()
  ...{
    Console.WriteLine( "MyDerivedClass" );
  }
}

 

添加的IMsg讓你的派生類的行爲發生了改變，以至IMsg.Message現在是在派生類上使用的：

 

MyDerivedClass d = new MyDerivedClass( );
d.Message( ); // prints "MyDerivedClass".
IMsg m = d as IMsg;
m.Message( ); // prints "MyDerivedClass"

派生類上還是須要在MyDerivedClass.Message()方法上添加關鍵字new，這還是有一點隱患(參見原則29)。基類還是可以通過接口引用來訪問：

 

MyDerivedClass d = new MyDerivedClass( );
d.Message( ); // prints "MyDerivedClass".
IMsg m = d as IMsg;
m.Message( ); // prints "MyDerivedClass"
MyClass b = d;
b.Message( ); // prints "MyClass"

唯一可以修正這個問題的方法是修改基類，把接口的申明修改爲虛函數：

 

public class MyClass : IMsg
...{
  public virtual void Message()
  ...{
    Console.WriteLine( "MyClass" );
  }
}

public class MyDerivedClass : MyClass
...{
  public override void Message()
  ...{
    Console.WriteLine( "MyDerivedClass" );
  }
}

MyDerivedClass以及其它所有從MyClass派生的類可以申明它們自己的Message()方法。這個重載的版本每次都會調用：通過MyDerivedClass的引用，通過IMsg接口的引用，或者直接通過MyClass的引用。

如果你不喜歡混雜的虛函數概念，那就對MyClass的定義做一個小的修改：

 

public abstract class MyClass, IMsg
...{
  public abstract void Message();
}

是的，你可以用一個抽象方法來實現一個接口。通過申明一個接口內的抽象的方法，你可以讓你的所有派生都必須實現這個接口。現在，IMsg接口成爲了MyClass的一個組成部份，你的每一個派生類都必須實現它。

隱式接口實現，可以讓你在一個類上隱藏公共的接口成員方法，而且也實現了這個接口。它在實現接口和虛函數重載上繞了幾個圈。當有多個合適的函數版本時，你可以利用隱式接口的實現來限制用戶的編碼。在原則26講到的IComparable習慣會詳細的討論這一點。

實現接口讓我們有更多的選擇，用於創建和重載虛函數。你可以創建隱祕的實現，虛的實現，或者抽象關聯到派生類。你可以精確的決定，你的派生類如何以及何時，修改接口的默認實現。接口方法不是虛方法，而是一個獨立的約定!
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