Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен
Проектирование иерархий интерфейсов
Интерфейсы могут быть организованы в иерархии. Подобно иерархии классов, когда интерфейс расширяет существующий интерфейс, он наследует все абстрактные члены, определяемые родителем (или родителями). До выхода версии C# 8 производный интерфейс не наследовал действительную реализацию, а просто расширял собственное определение дополнительными абстрактными членами. В версии C# 8 производные интерфейсы наследуют стандартные реализации, а также расширяют свои определения и потенциально добавляют новые стандартные реализации.
Иерархии интерфейсов могут быть удобными, когда нужно расширить функциональность имеющегося интерфейса, не нарушая работу существующих кодовых баз. В целях иллюстрации создайте новый проект консольного приложения по имени InterfaceHierarchy. Затем спроектируйте новый набор интерфейсов, связанных с визуализацией, таким образом, чтобы IDrawable был корневым интерфейсом в дереве семейства:
namespace InterfaceHierarchy
{
public interface IDrawable
{
void Draw();
}
}
С учетом того, что интерфейс IDrawable определяет базовое поведение рисования, можно создать производный интерфейс, который расширяет IDrawable возможностью визуализации в других форматах, например:
namespace InterfaceHierarchy
{
public interface IAdvancedDraw : IDrawable
{
void DrawInBoundingBox(int top, int left, int bottom, int right);
void DrawUpsideDown();
}
}
При таком проектном решении, если класс реализует интерфейс IAdvancedDraw, тогда ему потребуется реализовать все члены, определенные в цепочке наследования (в частности методы Draw(), DrawInBoundingBox() и DrawUpsideDown()):
using System;
namespace InterfaceHierarchy
{
public class BitmapImage : IAdvancedDraw
{
public void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing...");
}
public void DrawInBoundingBox(int top, int left, int bottom, int right)
{
Console.WriteLine("Drawing in a box...");
}
public void DrawUpsideDown()
{
Console.WriteLine("Drawing upside down!");
}
}
}
Теперь в случае применения класса BitmapImage появилась возможность вызывать каждый метод на уровне объекта (из-за того, что все они открыты), а также извлекать ссылку на каждый поддерживаемый интерфейс явным образом через приведение:
using System;
using InterfaceHierarchy;
Console.WriteLine("***** Simple Interface Hierarchy *****");
// Вызвать на уровне объекта.
BitmapImage myBitmap = new BitmapImage();
myBitmap.Draw();
myBitmap.DrawInBoundingBox(10, 10, 100, 150);
myBitmap.DrawUpsideDown();
// Получить IAdvancedDraw явным образом.
if (myBitmap is IAdvancedDraw iAdvDraw)
{
iAdvDraw.DrawUpsideDown();
}
Console.ReadLine();
Иерархии интерфейсов со стандартными реализациями (нововведение в версии 8.0)
Когда иерархии интерфейсов также включают стандартные реализации, то нижерасположенные интерфейсы могут задействовать реализацию из базового интерфейса или создать новую стандартную реализацию. Модифицируйте интерфейс IDrawable, как показано ниже:
public interface IDrawable
{
void Draw();
int TimeToDraw() => 5;
}
Теперь обновите операторы верхнего уровня:
Console.WriteLine("***** Simple Interface Hierarchy *****");
...
if (myBitmap is IAdvancedDraw iAdvDraw)
{
iAdvDraw.DrawUpsideDown();
Console.WriteLine($"Time to draw: {iAdvDraw.TimeToDraw()}");
}
Console.ReadLine();
Этот код не только скомпилируется, но и выведет значение 5 при вызове метода TimeToDraw(). Дело в том, что стандартные реализации попадают в производные интерфейсы автоматически. Приведение BitMapImage к интерфейсу IAdvancedDraw обеспечивает доступ к методу TimeToDraw(), хотя экземпляр BitMapImage не имеет доступа к стандартной реализации. Чтобы удостовериться в этом, введите следующий код, который вызовет ошибку на этапе компиляции:
// Этот код не скомпилируется
myBitmap.TimeToDraw();
Если в нижерасположенном интерфейсе желательно предоставить собственную стандартную реализацию, тогда потребуется скрыть вышерасположенную реализацию. Например, если вычерчивание в методе TimeToDraw() из IAdvancedDraw занимает 15 единиц времени, то модифицируйте определение интерфейса следующим образом:
public interface IAdvancedDraw : IDrawable
{
void DrawInBoundingBox(
int top, int left, int bottom, int right);
void DrawUpsideDown();
new int TimeToDraw() => 15;
}
Разумеется, в классе BitMapImage также можно реализовать метод TimeToDraw(). В отличие от метода TimeToDraw() из IAdvancedDraw в классе необходимо только реализовать метод без его сокрытия.
public class BitmapImage : IAdvancedDraw
{
...
public int TimeToDraw() => 12;
}
В случае приведения экземпляра BitmapImage к интерфейсу IAdvancedDraw или IDrawable метод на экземпляре по-прежнему выполняется. Добавьте к операторам верхнего уровня показанный далее код:
// Всегда вызывается метод на экземпляре:
Console.WriteLine("***** Calling Implemented TimeToDraw *****");
Console.WriteLine($"Time to draw: {myBitmap.TimeToDraw()}");
Console.WriteLine($"Time to draw: {((IDrawable) myBitmap).TimeToDraw()}");
Console.WriteLine($"Time to draw: {((IAdvancedDraw) myBitmap).TimeToDraw()}");
Вот результаты:
***** Simple Interface Hierarchy *****
...
***** Calling Implemented TimeToDraw *****
Time to draw: 12
Time to draw: 12
Time to draw: 12
Множественное наследование с помощью интерфейсных типов
В отличие от типов классов интерфейс может расширять множество базовых интерфейсов, что позволяет проектировать мощные и гибкие абстракции. Создайте новый проект консольного приложения по имени MiInterfaceHierarchy. Здесь имеется еще одна коллекция интерфейсов, которые моделируют разнообразные абстракции, связанные с визуализацией и фигурами. Обратите внимание, что интерфейс IShape расширяет и IDrawable, и IPrintable:
// IDrawable.cs
namespace MiInterfaceHierarchy
{
// Множественное наследование для интерфейсных типов - это нормально.
interface IDrawable
{
void Draw();
}
}
// IPrintable.cs
namespace MiInterfaceHierarchy
{
interface IPrintable
{
void Print();
void Draw(); // < -- Здесь возможен конфликт имен!
}
}
// IShape.cs
namespace MiInterfaceHierarchy
{
// Множественное наследование интерфейсов. Нормально!
interface
