接口与抽象类或一般多态性

Question

我在理解接口和抽象类的使用之间的区别时遇到了问题。

例如，请看下面的 UML 图：

这两者有什么区别？

Answer 1

我将提供一个带有代码的解释和一个简短的解释。如果不想看，直接跳到下面的“简单的英文解释”即可。

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代码说明

• 在 C++ 术语中，抽象类是实现某些方法但不实现其他方法的类。这意味着：您可以使用他们的一些方法，但您必须实现未实现的方法。

• 接口是 C++ 中的纯类，也就是说，一个不实现任何东西的类，如果你希望你的类符合那个接口，你必须实现所有东西。

例如- 试试下面的链接

#include <iostream>
using namespace std;

// Shape is abstract class: some methods are already available, some are not
class Shape
{
public:
  // This is already implemented and ready for polymorphism
  virtual void area() { cout<<"Shape area"<<endl;}
  // You MUST implement this
  virtual void implement_me() = 0;
};

class Circle : public Shape
{
public:
  virtual void area() { cout<<"Circle area"<<endl;}
  void implement_me() { cout<<"I implemented it just because I had to"<<endl;}
};

class HalfCircle : public Circle
{
public:
  virtual void area() { cout<<"HalfCircle area"<<endl;}
};


// ShapeInterface is a pure class or interface: everything must be implemented!
class ShapeInterface
{
public:
  virtual void area() = 0;
};

class CircleFromInterface : public ShapeInterface
{
public:
  // You MUST implement this!
  virtual void area() { cout<<"CircleFromInterface area from interface"<<endl;};
};



int main() {

    Shape* ptr_to_base = new HalfCircle();
    ptr_to_base->area(); // HalfCircle area, polymorphism
    ptr_to_base->Shape::area(); // Shape area
    ptr_to_base->implement_me(); // from Circle


    ShapeInterface *ptr_to_base_int = new CircleFromInterface();
    ptr_to_base_int->area(); // Just the derived has it

    return 0;
}

http://ideone.com/VJKuZx

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纯英文解释

如果您想要过于简化的版本：

• 接口通常是您需要完全遵守的“合同”：您需要同意所有内容并实施所有内容，否则它不起作用。

• 抽象类是部分契约，有些事情您必须同意/实施，但还有一些其他内容已经存在，您可以选择是否重新实施它（覆盖）或者只是懒惰并使用现有的。

Answer 2

抽象类用于处理子类之间的代码重复，因为它们可以共享共同的逻辑和数据。接口只是定义了实现者的共同契约。

所以，如果没有通用的实现可以共享，那就使用接口（我总是从接口开始）。如果会出现一些通用实现，则提取抽象基类并将通用代码移到那里。但即使在这种情况下，我也将接口保持在层次结构中，因为它很容易模拟并且更抽象，这使得其他类根本不依赖任何实现。

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在您的情况下，我认为 Circle 和 HalfCircle 共享一些实现。所以我会把通用代码移到Circle 并从它继承HalfCircleЖ

public class Circle : IShape
{
    public double Radius { get; set; }
    public virtual double Area
    {
        get { return Math.PI * Radius * Radius; }
    }
}

public class HalfCircle : Circle
{
    public override double Area
    {
        get { return base.Area / 2; }
    }
}

如果所有形状共享一些数据或计算面积的逻辑，那么为这个公共代码声明基本抽象Shape 类是有意义的。但是如果你看正方形的面积计算，圆形没有什么共同点：

public class Square : IShape
{
    public double Side { get; set; }

    public double Area
    {
        get { return Side * Side; }
    }
}

所以IShape 接口就足够了，因为类只共享契约：

public interface IShape
{
    double Area { get; }
}

Answer 3

可能使用抽象类的继承关系通常可以描述为“是”，而接口的实现是“可以”。这个概念在选择使用哪个时会有所帮助。

因此，如果方形“是”形状，那么继承将是一种可接受的建模这种关系的方式。

此外，抽象类将使您能够提供通用功能。接口不能包含任何实现。