C#中的抽象類別與介面的詳解

問題出現：

我們在使用C#的抽象類別和介面的時候，往往會遇到以下類似的問題，大致歸納如下:

(1)抽象類別和介面有什麼本質的區別和聯絡？

(2)什麼時候選擇使用抽象類別，然啥時候使用介面最恰當呢？

(3)在項目中怎樣使用才能使得項目更具有可維護性、擴充性？怎樣將它和Struct，類緊密的結合，達到最終的雙刃劍作用？

解決方案：

這也是我在學習抽象類別和介面的時候遇到的問題，從我歸納的這三個問題，不難看出這也許是我們大多數程式員遇到問題的三個階段，

第一階段（基礎概念）：就象問題1一樣，這部分人首先需要掃清基礎概念的障礙，首先得懂得什麼叫抽象類別，什麼叫介面？

然後瞭解抽象類別和介面之間的區別和聯絡是什嗎？當然這可能需要一段時間去理解和實踐，畢竟這些概念比較抽象，屬於那種摸不著看不到的東西，當然最主要還是多練習，沒事的時候做個Demo執行個體，把它們都使用一遍，在使用的過程中多想想為什麼要這樣用？這用有什麼好處？能不能使用介面呢,如果不能，使用抽象類別好處又在哪？這樣可以加深對它們的理解，這也是我的一點點經驗吧，呵呵！說了這麼多，我還是把問題1總結一下，一是方便自己記，二是加深理解吧。

抽象類別和介面的概念：其實這些概念在教科書和部落格裡基本上一大堆，前輩們總結的也很好了，但是可能在通俗、易懂方面有點晦澀難懂，我就翻譯一下，加點陝西版的白話文，嘿嘿。

（1）抽象類別：提供了一組衍生類別訪問共用基類的公用方法；

抽象類別的特性是：（1）抽象類別既包括抽象方法，也可以包括方法的實現；（2）抽象類別不能被執行個體化，也不能被密封；（3）抽象類別中的抽象方法要麼在衍生類別中實現，要麼用派生抽象類別繼承（抽象衍生類別可以繼承基類抽象方法的），如果要在衍生類別中實現 基類的抽象方法，必須使用override 修飾符；（4）抽象類別屬於單繼承（這點屬於所有類的同性，在這提一下）（5）抽象類別是一族群的抽象，類似於 IS-A；

以上我如果說的還不是很清楚，給你個官網的關於抽象類別的地址:https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/abstract

（2）介面：包含了一組虛方法的抽象類別型；

介面的特性是：（1）介面中只包括虛方法的定義，只有聲明定義，沒有函數實現；（2）介面類中可以包括屬性、事件、索引器等，但不能包括欄位；（3）介面類屬於多繼承;（4）繼承了介面的類必須全部實現介面的方法；

抽象類別和介面的區別和聯絡：

相同點：（1）都是不能直接執行個體化，只能通過繼承方式去實現；

（2）都是對事物行為和對象的抽象，形成一定的設計模式；

不同點：

（1）介面支援多繼承；抽象類別不能實現多繼承；

（2）介面包括方法、屬性、事件、索引器，不能包括欄位；抽象類別可以包括欄位，也可以包括方法的實現；

（3）介面可以支援回調，抽象類別不支援回調

（4）介面可以作為實值型別和參考型別基類，而抽象類別只能作為參考型別的基類；

第二階段（使用階段）：就象問題2一樣，這部分人對基礎有了一定的瞭解，但就是缺乏一定的實踐，或許就是做個簡單的Demo了事，那麼什麼時候用抽象類別，啥時用介面呢？

分析第二個問題，我提出3點建議：

第一個建議，對基礎概念不只是概念的記憶，要多練、多思，然後再多練、再多思，迴圈幾次，直到熟爛於心；

第二個建議，盡量在自己的項目中使用這方面的知識，去使用它，你才能發現問題，解決問題，才會思考；

第三個建議，對自己使用過的抽象類別和介面的項目的知識點進行總結和歸納；
就什麼時候使用抽象類別和介面，我總結前輩的經驗，給出以下幾點，僅供參考：

（1）當設計的組件將來有多個版本的時候一般使用抽象類別，例如用C#設計資料庫DB，剛開始你可能使用的是sql server ,mysql，以後大型的項目可能要使用oracle,DB這種大型的資料庫系統，那麼我們在設計類的時候就設計一個抽象的基類DB，讓它具有 資料的一些通用的屬性和方法，屬性：資料庫的串連名，版本，資料庫類型，資料庫的通用方法：Open()，Close()方法等；

（2）當設計的組件同時支援通用的行為動作，可以考慮介面；例如鳥類，人類，車類都可以有聲音，這時候可以設計介面，包含叫的函數行為，然後在各個具體的類中實現；

（3）在繼承了介面的衍生類別或介面中，一旦該介面需要增加行為方法是個比較頭疼的事情，必須所有的繼承都必須實現它的方法，這個時候可以在衍生類別去實現一個新增的介面，來實現衍生類別的獨特動作，舉例說明：

/// <summary>/// 實現一個爬行動物的動作介面/// </summary>interface IAnimalClimb{void Climb();}/// <summary>/// 實現一個會叫的動物的動作介面/// </summary>interface ICry{void Cry();}/// <summary>/// 實現一個動物抽象類別/// </summary>public abstract class Animal{//動物的名字public string Name { get; set; }//動物的顏色public string Color { get; set; }//動物抽象類別的共有方法public abstract void Sleep();public abstract void Breathe();}/// <summary>/// 定義鳥類，通用方法是會飛/// </summary>public class Bird : Animal,ICry{public override void Sleep(){Console.WriteLine("Bird衍生類別繼承了基類的Sleep()方法");}public override void Breathe(){Console.WriteLine("Bird衍生類別繼承了基類的Breathe()方法");}//鳥類可以繼承統一的介面動作，例如：叫public void Cry(){Console.WriteLine("Bird衍生類別繼承了介面ICry的叫的方法");}}/// <summary>/// 定義爬行動物類/// </summary>public class Snake : Animal, IAnimalClimb{public override void Breathe(){Console.WriteLine("Snake衍生類別繼承了基類的Sleep()方法");}public override void Sleep(){Console.WriteLine("Snake衍生類別繼承了基類的Sleep()方法");}//爬行動物可以繼承統一的介面動物，例如：爬public void Climb(){Console.WriteLine("Snake衍生類別繼承了介面IAnimalClimb的爬的方法");}}

以上代碼，只是說明問題，比較簡單；
第三階段（最佳化階段）：就象問題3一樣，我們在做一個抽象類別或者介面的時候首先考慮的是能用就行，結果就是定義的類或介面比較多，難以維護和擴充，或者就是類之間有交集，那怎麼最佳化繼承關係？怎樣才能使得程式具有可維護性和擴充性呢？
我個人建議具備以下幾個方面方可：
（1）要有紮實的基礎知識和深厚的基礎功底；
（2）要有一個多問、多思的心；對於抽象類別和介面多問問，為什麼不使用抽象類別而要使用介面？為什麼在這個地方使用介面合適？
（3）多看看前輩們是怎麼設計介面和類的，這方面的資料網上搜搜不少；
（4）個人建議多看看設計模式這方面的知識，因為他們是前輩在設計時的經驗和思想；