Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

class="p1">Наряду с тем, что этот синтаксис действительно полезен, когда необходимо устранить конфликты имен, явную реализацию интерфейсов можно применять и просто для сокрытия более "сложных" членов на уровне объектов. В таком случае при использовании операции точки пользователь объекта будет видеть только подмножество всей функциональности типа. Однако когда требуется более сложное поведение, желаемый интерфейс можно извлекать через явное приведение.

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