來源：一場風(fēng)花雪月的邂逅：接口和抽象類

前言：最近一個認識的朋友準(zhǔn)備轉(zhuǎn)行做編程，看他自己邊看視頻邊學(xué)習(xí)，挺有干勁的。那天他問我接口和抽象類這兩個東西，他說，既然它們?nèi)绱讼嘞瘢?我用抽象類就能解決的問題，又整個接口出來干嘛，這不是誤導(dǎo)初學(xué)者嗎。博主呵呵一笑，回想當(dāng)初的自己，不也有此種疑惑么！所以今天打算針對他的問題，結(jié)合一個實際的使用場景來分享下抽象類和接口的異同，到底哪些情況需要用接口？又有哪些情況需要用抽象類呢？

一、業(yè)務(wù)場景介紹

博主打算使用原來在華為做外包的時候一個場景：我們針對華為里面的設(shè)備做了一個采集設(shè)備使用率的程序，設(shè)備的類型很多，各種設(shè)備的登錄和注銷方式基本相同，但是每種設(shè)備的采集的規(guī)則又不太相同。大致的場景就這樣，我們來看代碼吧。

二、代碼示例

根據(jù)業(yè)務(wù)場景，我們簡單搭建代碼，先來看看代碼結(jié)構(gòu)圖：

代碼結(jié)構(gòu)圖

ESTM.Spider：項目的入口程序，只為測試，這里就簡單用了一個控制臺程序。
ESTM.Spider.Huawei：華為設(shè)備采集規(guī)則，定義接口抽象實現(xiàn)和具體實現(xiàn)。
ESTM.Utility：解決方案的工具類和接口。

下面來看看具體的實現(xiàn)代碼：

1、工具類

namespace ESTM.Utility
{
    public class LoginUser
    {
        public string Username { set; get; }

        public string Password { set; get; }
    }

    public class Device
    {
        public string DeviceType { set; get; }

        public int WaitSecond { set; get; }
    }
}

2、接口設(shè)計：ISpider.cs

namespace ESTM.Utility
{
    //采集接口，定義采集的規(guī)則
    public interface ISpider
    {
        bool Login(LoginUser oLoginUser);

        string Spider(Device oDevice);

        void LoginOut();
    }
}

3、接口抽象實現(xiàn)類：SpiderBase.cs

　 /// <summary>
    /// 公共的采集基類
    /// </summary>
    public abstract class SpiderBase : ISpider
    {
        //華為設(shè)備統(tǒng)一采用Telnet方式登錄。統(tǒng)一用戶名密碼都是admin。
        public virtual bool Login(LoginUser oLoginUser)
        {
            Console.WriteLine("華為設(shè)備采用Telnet方式登錄。");

            var bRes = false;
            if (oLoginUser.Username == "admin" && oLoginUser.Password == "admin")
            {
                Console.WriteLine("用戶名密碼校驗正確，登錄成功");
                bRes = true;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("用戶名密碼校驗錯誤，登錄失敗");
            }
            return bRes;
           
        }


        //采集操作和具體的設(shè)備類型相關(guān)，這里用抽象方法，要求子類必須重寫
        public abstract string Spider(Device oDevice);
        

        //華為設(shè)備統(tǒng)一注銷
        public virtual void LoginOut()
        {
            Console.WriteLine("華為設(shè)備采用Telnet方式注銷");
        }
    }

4、接口具體實現(xiàn)類

　　[Export("MML", typeof(ISpider))]
    public class SpiderMML:SpiderBase
    {
        //MML設(shè)備采集
        public override string Spider(Device oDevice)
        {
            Console.WriteLine("MML設(shè)備開始采集");
            return "MML";
        }
    }

    [Export("TL2", typeof(ISpider))]
    public class SpiderTL2:SpiderBase
    {
        //TL2設(shè)備采集
        public override string Spider(Device oDevice)
        {
            Console.WriteLine("TL2設(shè)備開始采集");
            return "TL2";
        }
    }

5、在控制臺調(diào)用

　class Program
    {
        //通過依賴注入來注入具體的實現(xiàn)類對象（SpiderMML對象）
        [Import("MML", typeof(ISpider))]
        public ISpider spider { set; get; }

        static void Main(string[] args)
        {
            var oProgram = new Program();
            RegisterMEF(oProgram);

            oProgram.spider.Login(new LoginUser() { Username = "admin", Password = "admin" });
            oProgram.spider.Spider(new Device() { DeviceType = "HuaweiDevice", WaitSecond = 100 });
            oProgram.spider.LoginOut();
        }

        #region 注冊MEF
        private static void RegisterMEF(object obj)
        {
            AggregateCatalog aggregateCatalog = new AggregateCatalog();
            var thisAssembly = new DirectoryCatalog(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "*.dll");
            aggregateCatalog.Catalogs.Add(thisAssembly);
            var _container = new CompositionContainer(aggregateCatalog, true);
            _container.ComposeParts(obj);
        } 
        #endregion
    }

6、說明
這里用到MEF的知識，不懂MEF沒關(guān)系，你暫時把它當(dāng)作一種依賴注入的容器來看吧！這并不影響你對本文的理解！

這是一種比較典型的應(yīng)用場景。接口定義規(guī)則，抽象類定義公共實現(xiàn)或者抽象方法，具體子類實現(xiàn)或者重寫抽象類方法。我們重點來看這里的中間橋梁——抽象類。我們知道，抽象類里面既可以有實現(xiàn)的方法，也可以有未實現(xiàn)的抽象方法。那么這里為什么要有一個中間的抽象類？又為什么不能用一個具體的實現(xiàn)類？請聽博主細細道來。

（1）在這里，Login、LoginOut方法由于子類是通用的具有相同邏輯的方法，所以我們需要在抽象類里面去實現(xiàn)這兩個方法，如果子類沒有特殊需求，調(diào)用的時候直接用父類的方法就好了； 如果子類有特殊需求，可以override父類的方法。這樣設(shè)計既提高了代碼的復(fù)用率，也可以靈活復(fù)寫。從這點來說，這里必須要有一個可以實現(xiàn)方法的類，至于是不是非抽象類不可，我們下面來介紹。

（2）如果這里不用抽象類，就用一個普通的類來代替行不行？博主的答案是：行！但不好！如果你非要說，我用一個普通的類，將public abstract string Spider(Device oDevice);這個方法寫成

public virtual string Spider(Device oDevice)
{
      return "";  
}

貌似也沒問題，反正子類要重寫的。確實，這樣設(shè)計沒問題，但是如果你不慎子類忘了override呢？編譯可以通過，程序還是會跑起來，運行的時候可能會報錯。而使用抽象類，在這里抽象類能夠約束子類必須要重寫這個方法，如果忘了重寫，編譯直接不通過，這樣看來，這里使用抽象類是不是更好呢~~

（3）綜合上述（1）和（2）來看，這里使用抽象類的好處就很明顯了，一方面抽象類可以有實現(xiàn)類，這是接口不能代替的；另一方面，抽象類可以有抽象方法，約束子類必須重寫，這是普通的類不能代替的。在一定程度上，可以說抽象類具備了接口和普通類的雙重功能。經(jīng)過這樣一分析，你有沒有理解抽象類的作用呢！

三、代碼擴展

以上我們抽象類使用的必要性和使用方法是介紹完了。那么接下來新的問題來了，可能就有人問了，你上面說了叭叭叭說了這么多，無非就是說了抽象類的必要性，那么既然抽象類這么有用，我們直接用抽象類就好了，你干嘛還要弄一個接口呢。談到這里，就要說到面向接口編程。其實，面向接口編程和面向?qū)ο缶幊滩⒉皇瞧郊壍?，它并不是比面向?qū)ο缶幊谈冗M的一種獨立的編程思想，而是附屬于面向?qū)ο笏枷塍w系，屬于其一部分?；蛘哒f，它是面向?qū)ο缶幊腆w系中的思想精髓之一。那么這里是否可以不要接口，直接用抽象類代替呢？答案還是行！但不好！

比如我們現(xiàn)在又來了新的需求，中興也要用我們的采集系統(tǒng)，但是它的設(shè)備類型、登錄注銷方式和華為設(shè)備區(qū)別非常大。那么這個時候我們接口的意義就體現(xiàn)了，如果我們使用接口，我們只需要再重寫一個類似ESTM.Spider.Huawei這樣的項目就好了，我們暫且命名叫ESTM.Spider.Zhongxing。我們來看看：

代碼如下：

namespace ESTM.Spider.Zhongxing
{
    /// <summary>
    /// 中興設(shè)備采集基類
    /// </summary>
    public abstract class SpiderBase:ISpider
    {
        //中興設(shè)備通用登錄方法
        public virtual bool Login(LoginUser oLoginUser)
        {
            Console.WriteLine("中興設(shè)備登錄前多了一個數(shù)據(jù)校驗：.......");
            Console.WriteLine("中興設(shè)備采用WMI方式登錄。");

            var bRes = false;
            if (oLoginUser.Username == "root" && oLoginUser.Password == "root")
            {
                Console.WriteLine("用戶名密碼校驗正確，登錄成功");
                bRes = true;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("用戶名密碼校驗錯誤，登錄失敗");
            }
            return bRes;
        }

        //定義抽象方法，要求子類必須重寫
        public abstract string Spider(Device oDevice);

        //中興設(shè)備通用注銷
        public virtual void LoginOut()
        {
            Console.WriteLine("中興設(shè)備采用WMI方式注銷");
        }
    }
}

namespace ESTM.Spider.Zhongxing
{
    [Export("ZXGC", typeof(ISpider))]
    public class SpiderZXGC:SpiderBase
    {
        public override string Spider(Utility.Device oDevice)
        {
            Console.WriteLine("中興ZXGC設(shè)備開始采集");
            return "ZXGC";
        }
    }
}

namespace ESTM.Spider.Zhongxing
{
    [Export("ZXGY", typeof(ISpider))]
    public class SpiderZXGY:SpiderBase
    {
        public override string Spider(Utility.Device oDevice)
        {
            Console.WriteLine("中興ZXGY設(shè)備開始采集");
            return "ZXGY";
        }
    }
}

由于這里采用了接口，我們將ESTM.Spider.Zhongxing這個項目開發(fā)完成后生成dll，將dll放到控制臺程序中，直接通過MEF導(dǎo)入不同的子類對象就可以使用，不需要更改控制臺里面的大部分東西。如果不用接口，而是直接用抽象類代替，那么控制臺里面大部分的代碼都得改，并且控制臺程序依賴多個dll，對設(shè)計的松耦合也不利。博主這里為了簡單，用了MEF來簡單導(dǎo)入，其實正式項目中，應(yīng)該是用工廠采用反射直接創(chuàng)建出具體的實例。

從這點上來說，接口擁有抽象類不具備的特性：定義規(guī)則，實現(xiàn)設(shè)計的松耦合。

四、總結(jié)

1、接口是一組規(guī)則的集合，它主要定義的是事物的規(guī)則，體現(xiàn)了是這種類型，你就必須有這些規(guī)則的概念。它的目的主要是依賴倒置和松耦合，從這點來說，接口不能省掉或者用抽象類代替。總而言之，接口和抽象類不可同日而語。

2、抽象類主要用于公共實現(xiàn)和約束子類必須重寫。以上面的例子說明，Login、Loginout用于公共實現(xiàn)，提高了代碼復(fù)用，Spider用于抽象，約束子類必須要重寫Spider方法。這也就是這里不能用普通類的原因。

3、用一句話概括接口和抽象類的區(qū)別：使用抽象類的動機是為了代碼的復(fù)用，而使用接口的動機是為了實現(xiàn)多態(tài)性（依賴倒置）。至于使用的時候到底是用接口還是抽象類，看具體的情況。

本文完！