C# 8中的默认接口技巧
发布时间：2021-11-12 16:32:06 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：默认接口方法（也称为虚拟扩展方法）是C#8的一项新功能建议，开发人员可以像使用trait那样使用默认方法。trait是面向对象的编程技术，用于提升不相关类之间方法的重用性。 在这篇文章中，我将介绍这个新功能，包括新的C#语法，以及这个功能如何让你的代码更
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默认接口方法（也称为虚拟扩展方法）是C#8的一项新功能建议，开发人员可以像使用trait那样使用默认方法。trait是面向对象的编程技术，用于提升不相关类之间方法的重用性。 在这篇文章中，我将介绍这个新功能，包括新的C#语法，以及这个功能如何让你的代码更加干净和紧凑。 默认方法带来的主要好处是，现在可以在不破坏实现类的情况下给接口添加默认方法。换句话说，这个特性让开发者可以选择是否要覆盖默认方法。 下面描述的日志记录示例是该功能的一个非常好的使用场景。ILogger接口有一个抽象的WriteLogCore方法。其他方法都是默认方法，如WriteError和WriteInformation，它们通过不同的参数调用WriteLogCore。ILogger实现类只需要实现WriteLogCore方法即可。 可以想象一下，你的继承类为此可以省去多少代码。不过，这个功能虽好，但也存在风险，因为它是一种多重继承。它也存在钻石继承问题，下面将作具体描述。另外，接口方法必须是没有状态的“纯行为”，这意味着接口仍然像过去一样不能直接引用其他字段。 接口语法已经经过扩展，可接受下面列出的新关键字。例如，你可以在接口中编写一个私有方法，代码仍然可以通过编译并正常工作。 方法体或索引器、属性、事件访问器 private、protected、internal、public、virtual、abstract、override、sealed、static、extern 静态字段 静态方法、属性、索引器和事件 具有默认访问权限的显式访问修饰符是public的 Override修饰符 不允许出现： 实例状态、实例字段、实例自动属性 默认接口方法示例 下面这个简单的例子演示了如何使用这一特性。 // ------------------------Default Interface Methods--------------------------- interface IDefaultInterfaceMethod { public void DefaultMethod() { Console.WriteLine("I am a default method in the interface!"); } } class AnyClass : IDefaultInterfaceMethod { } class Program { static void Main() { IDefaultInterfaceMethod anyClass = new AnyClass(); anyClass.DefaultMethod(); } } 控制台输出： > I am a default method in the interface! 可以看到，接口提供了默认方法，实现类并不知道接口提供了默认方法，也不包含该接口方法的实现。 将IDefaultInterfaceMethod更改为AnyClass，如下所示： AnyClass anyClass = new AnyClass(); anyClass.DefaultMethod(); 上面的代码会产生编译时错误：AnyClass不包含DefaultMethod。 这证明了实现类对默认方法一无所知。 C# 8中的默认接口方法 图1：在类上调用默认方法时的错误消息 要访问默认接口方法，必须将其转型成接口： AnyClass anyClass = new AnyClass(); ((IDefaultInterfaceMethod)anyClass).DefaultMethod(); 控制台输出： > I am a default method in the interface! 值得一提的是，相同的功能在Java中已经存在了很长时间，.NET团队已经将Java默认方法文档作为.NET Framework开发人员的参考，例如： “我们应该更深入地了解Java在这方面所做的工作，他们肯定已经积累了很多这方面的见解。” —— C#语言设计笔记 2017年4月11日 接口中的修饰符 正如我之前提到的，接口语法现在可以接受以下关键字：protected、internal、public和virtual。默认情况下，默认接口方法是virtual的，除非使用了sealed或private修饰符。类似的，没有方法体的接口成员默认是abstract的。 例如： // ------------------------ Virtual and Abstract--------------------------- interface IDefaultInterfaceMethod { // By default, this method will be virtual, and the virtual keyword can be here used! virtual void DefaultMethod() { Console.WriteLine("I am a default method in the interface!"); } // By default, this method will be abstract, and the abstract keyword can be here used abstract void Sum(); } interface IOverrideDefaultInterfaceMethod : IDefaultInterfaceMethod { void IDefaultInterfaceMethod.DefaultMethod() { Console.WriteLine("I am an overridden default method!"); } } class AnyClass : IDefaultInterfaceMethod, IOverrideDefaultInterfaceMethod { public void Sum() { } } class Program { static void Main() { IDefaultInterfaceMethod anyClass = new AnyClass(); anyClass.DefaultMethod(); IOverrideDefaultInterfaceMethod anyClassOverridden = new AnyClass(); anyClassOverridden.DefaultMethod(); } } 控制台输出： > I am a default method in the interface! > I am an overridden default method! 关键字virtual和abstract可以从接口中删除，不过删不删除其实对编译后的代码并没有任何影响。 注意：在覆盖的方法中不允许出现访问修饰符。 覆盖示例： interface IOverrideDefaultInterfaceMethod : IDefaultInterfaceMethod { public void IDefaultInterfaceMethod.DefaultMethod() { Console.WriteLine("I am an overridden default method"); } } 上面的代码会产生编译时错误：修饰符“public”在此处无效。 C# 8中的默认接口方法 图2：修改器在重写的方法中是不允许的 钻石继承问题 这个问题指的是因为允许多重继承而产生的模糊性。对于允许多重继承的语言（如C++）来说，这是一个很大的问题。然而，在C#中，类不允许多重继承，接口也只在有限的范围内进行多重继承，而且不包含状态。 C# 8中的默认接口方法 图3：钻石依赖关系 考虑以下情况： // ------------------------Diamond inheritance and classes--------------------------- interface A { void m(); } interface B : A { void A.m() { System.Console.WriteLine("interface B"); } } interface C : A { void A.m() { System.Console.WriteLine("interface C"); } } class D : B, C { static void Main() { C c = new D(); c.m(); } } 上面的代码会产生编译时错误，如图4所示： C# 8中的默认接口方法 图4：钻石问题的错误消息 .NET开发团队决定通过在运行时调用最具体的覆盖方法来解决钻石问题。 C# 8中的默认接口方法 “实现了接口成员的类应该总是胜过接口提供的默认实现，即使它是从基类继承的。只有当类没有提供具体的实现时，才考虑使用默认实现“ 如果你想了解更多关于此问题的信息，可以参看提案：默认接口方法和C#语言设计笔记2017年4月19日。 回到我们的例子。问题是编译器无法推断出最具体的覆盖方法是哪个。不过，你可以像下面这样在类D中添加方法“m”，现在编译器就可以使用这个类实现来解决钻石问题。 class D : B, C { // Now the compiler will use the most specific override, which is defined in the class ‘D’ void A.m() { System.Console.WriteLine("I am in class D"); } static void Main() { A a = new D(); a.m(); } } 控制台输出： > I am in class D this关键字 下面的例子演示了如何在接口中使用“this”关键字。 public interface IDefaultInterfaceWithThis { internal int this[int x] { get { System.Console.WriteLine(x); return x; } set { System.Console.WriteLine("SetX"); } } void CallDefaultThis(int x) { this[0] = x; } } class DefaultMethodWithThis : IDefaultInterfaceWithThis { } 客户端代码： IDefaultInterfaceWithThis defaultMethodWithThis = new DefaultMethodWithThis(); Console.WriteLine(defaultMethodWithThis[0]); defaultMethodWithThis.CallDefaultThis(0); 控制台输出： 0 SetX ILogger示例 ILogger接口是解释默认方法技术的最常用示例。在我的代码示例中，包含了一个名为“WriteCore”的抽象方法，其他方法都有一个默认的实现。ConsoleLogger和TraceLogger实现了ILogger接口。下面的这些代码非常紧凑和干净。在过去，一个类除非是抽象类，否则必须实现接口所有的方法，这可能导致很多重复代码。而使用新的方法，ConsoleLogger将能够继承另一个类层次结构，换句话说，默认方法将为你提供最灵活的设计。 enum LogLevel { Information, Warning, Error } interface ILogger { void WriteCore(LogLevel level, string message); void WriteInformation(string message) { WriteCore(LogLevel.Information, message); } void WriteWarning(string message) { WriteCore(LogLevel.Warning, message); } void WriteError(string message) { WriteCore(LogLevel.Error, message); } } class ConsoleLogger : ILogger { public void WriteCore(LogLevel level, string message) { Console.WriteLine($"{level}: {message}"); } } class TraceLogger : ILogger { public void WriteCore(LogLevel level, string message) { switch (level) { case LogLevel.Information: Trace.TraceInformation(message); break; case LogLevel.Warning: Trace.TraceWarning(message); break; case LogLevel.Error: Trace.TraceError(message); break; } } } 客户端代码： ILogger consoleLogger = new ConsoleLogger(); consoleLogger.WriteWarning("Cool no code duplication!"); // Output: Warning: Cool no Code duplication! ILogger traceLogger = new TraceLogger(); consoleLogger.WriteInformation("Cool no code duplication!"); // Cool no Code duplication! Player示例 这是一款包含不同类型玩家的游戏。力量型玩家具有更大的攻击力，而限制型玩家具有更小的攻击力。 public interface IPlayer { int Attack(int amount); } public interface IPowerPlayer: IPlayer { int IPlayer.Attack(int amount) { return amount + 50; } } public interface ILimitedPlayer: IPlayer { int IPlayer.Attack(int amount) { return amount + 10; } } public class WeakPlayer : ILimitedPlayer { } public class StrongPlayer : IPowerPlayer { } 客户端代码： IPlayer powerPlayer = new StrongPlayer(); Console.WriteLine(powerPlayer.Attack(5)); // Output 55 IPlayer limitedPlayer = new WakePlayer(); Console.WriteLine(limitedPlayer.Attack(5)); // Output 15 正如你在上面的代码示例中看到的那样，IPowerPlayer接口和ILimitedPlayer接口包含了默认实现。限制型玩家攻击力更小。如果我们定义一个新的类，例如SuperDuperPlayer（继承自StrongPlayer），那么新类会自动从接口中获得默认的强攻击力行为，如下所示。 public class SuperDuperPlayer: StrongPlayer { } IPlayer superDuperPlayer = new SuperDuperPlayer(); Console.WriteLine(superDuperPlayer.Attack(5)); // Output 55 Generic Filter示例 ApplyFilter是一个默认接口方法，它包含了一个应用在泛型类型上的Predicate。在我的例子中，使用了一个虚拟的过滤器来模拟行为。 interface IGenericFilter<T> { IEnumerable<T> ApplyFilter(IEnumerable<T> collection, Func<T, bool> predicate) { foreach (var item in collection) { if (predicate(item)) { yield return item; } } } } interface IDummyFilter<T> : IGenericFilter<T> { IEnumerable<T> IGenericFilter<T>.ApplyFilter(IEnumerable<T> collection, Func<T, bool> predicate) { return default; } } public class GenericFilterExample: IGenericFilter<int>, IDummyFilter<int> { } 客户端代码： IGenericFilter<int> genericFilter = new GenericFilterExample(); var result = genericFilter.ApplyFilter(new Collection<int>() { 1, 2, 3 }, x => x > 1); 控制台输出： 2, 3 客户端代码： IDummyFilter<int> dummyFilter = new GenericFilterExample(); var emptyResult = dummyFilter.ApplyFilter(new Collection<int>() { 1, 2, 3 }, x => x > 1); 控制台输出： 0 你可以将此通用过滤器概念应用在其他设计上。 限制 在接口中使用修饰符关键字时，首先需要了解一些限制和注意事项。在很多情况下，编译器会为我们检测常见错误（例如下面列出的错误）。 例如下面的代码： interface IAbstractInterface { abstract void M1() { } abstract private void M2() { } abstract static void M3() { } static extern void M4() { } } class TestMe : IAbstractInterface { void IAbstractInterface.M1() { } void IAbstractInterface.M2() { } void IAbstractInterface.M3() { } void IAbstractInterface.M4() { } } 上面的代码将产生下面列出的编译时错误： error CS0500: 'IAbstractInterface.M1()' cannot declare a body because it is marked abstract error CS0621: 'IAbstractInterface.M2()': virtual or abstract members cannot be private error CS0112: A static member 'IAbstractInterface.M3()' cannot be marked as override, virtual, or abstract error CS0179: 'IAbstractInterface.M4()' cannot be extern and declare a body error CS0122: 'IAbstractInterface.M2()' is inaccessible due to its protection level 错误CS0500表示默认方法“IAbstractInterface.M3()”不能是抽象的，因为它有方法体。错误CS0621表示该方法不能是既是private又是abstract的。  （编辑：宁德站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
