Определение интерфейсов

Интерфейс представляет ссылочный тип, который может определять некоторый функционал - набор методов и свойств без реализации. Затем этот функционал реализуют классы и структуры, которые применяют данные интерфейсы.

Определение интерфейса

Для определения интерфейса используется ключевое слово interface. Как правило, названия интерфейсов в C# начинаются с заглавной буквы I, например, IComparable, IEnumerable (так называемая венгерская нотация), однако это не обязательное требование, а больше стиль программирования.

Что может определять интерфейс? В целом интерфейсы могут определять следующие сущности:

• Методы

• Свойства

• Индексаторы

• События

• Статические поля и константы (начиная с версии C# 8.0)

Однако интерфейсы не могут определять нестатические переменные. Например, простейший интерфейс, который определяет все эти компоненты:

interface IMovable
{
	// константа
	const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость
	// статическая переменная
	static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость
	// метод
	void Move();                // движение
	// свойство
	string Name { get; set; }  	// название
	
	delegate void MoveHandler(string message);  // определение делегата для события
	// событие
	event MoveHandler MoveEvent;    // событие движения
}

В данном случае определен интерфейс IMovable, который представляет некоторый движущийся объект. Данный интерфейс содержит различные компоненты, которые описывают возможности движущегося объекта. То есть интерфейс описывает некоторый функционал, который должен быть у движущегося объекта.

Методы и свойства интерфейса могут не иметь реализации, в этом они сближаются с абстрактными методами и свойствами абстрактных классов. В данном случае интерфейс определяет метод Move, который будет представлять некоторое передвижение. Он не имеет реализации, не принимает никаких параметров и ничего не возвращает.

То же самое в данном случае касается свойства Name. На первый взгляд оно похоже на автоматическое свойство. Но в реальности это определение свойства в интерфейсе, которое не имеет реализации, а не автосвойство.

Модификаторы доступа

Еще один момент в объявлении интерфейса: если его члены - методы и свойства не имеют модификаторов доступа, то фактически по умолчанию доступ public, так как цель интерфейса - определение функционала для реализации его классом. Это касается также и констант и статических переменных, которые в классах и структурах по умолчанию имееют модификатор private. В интерфейсах же они имеют по умолчанию модификатор public. И например, мы могли бы обратиться к константе minSpeed и переменной maxSpeed интерфейса IMovable:

Console.WriteLine(IMovable.maxSpeed);	// 60
Console.WriteLine(IMovable.minSpeed);	// 0

Но также, начиная с версии C# 8.0, мы можем явно указывать модификаторы доступа у компонентов интерфейса:

interface IMovable
{
	public const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость
	private static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость
	public void Move();
	protected internal string Name { get; set; }  	// название
	public delegate void MoveHandler(string message);  // определение делегата для события
	public event MoveHandler MoveEvent;    // событие движения
}

Как и классы, интерфейсы по умолчанию имеют уровень доступа internal, то есть такой интерфейс доступен только в рамках текущего проекта. Но с помощью модификатора public мы можем сделать интерфейс общедоступным:

public interface IMovable
{
	void Move();
}

Реализация по умолчанию

Также начиная с версии C# 8.0 интерфейсы поддерживают реализацию методов и свойств по умолчанию. Это значит, что мы можем определить в интерфейсах полноценные методы и свойства, которые имеют реализацию как в обычных классах и структурах. Например, определим реализацию метода Move по умолчанию:

interface IMovable
{
	// реализация метода по умолчанию
	void Move()
	{
		Console.WriteLine("Walking");
	}
}

С реализацией свойств по умолчанию в интерфейсах дело обстоит несколько сложнее, поскольку мы не можем определять в интерфейсах нестатические переменные, соответственно в свойствах интерфейса мы не можем манипулировать состоянием объекта. Тем не менее реализацию по умолчанию для свойств мы тоже можем определять:

interface IMovable
{
	// реализация метода по умолчанию
    void Move() => Console.WriteLine("Walking");
	// реализация свойства по умолчанию
	// свойство только для чтения
	int MaxSpeed { get { return 0; } }
}

Стоит отметить, что если интерфейс имеет приватные методы и свойства (то есть с модификатором private), то они должны иметь реализацию по умолчанию. То же самое относится к статическим методам (не обязательно приватным):

Console.WriteLine(IMovable.MaxSpeed);   // 60
IMovable.MaxSpeed = 65;
Console.WriteLine(IMovable.MaxSpeed);   // 65
double time = IMovable.GetTime(500, 10);
Console.WriteLine(time);    // 50

interface IMovable
{
    public const int minSpeed = 0;     // минимальная скорость
    private static int maxSpeed = 60;   // максимальная скорость
    // находим время, за которое надо пройти расстояние distance со скоростью speed
    static double GetTime(double distance, double speed) => distance / speed;
    static int MaxSpeed
    {
        get => maxSpeed;
        set
        {
            if (value > 0) maxSpeed = value;
        }
    }
}

Добавление интерфейса

Стоит отметить, что в Visual Studio есть специальный компонент для добавления нового интерфейса в отдельном файле. Для добавления интерфейса в проект можно нажать правой кнопкой мыши на проект и в появившемся контекстном меню выбрать Add-> New Item... и в диалоговом окне добавления нового компонента выбрать пункт Interface:

Хотя мы также может добавить стандартный файл класса или любой другой файл кода C# и в нем определить интерфейс.

• Вопросы для самопроверки