在 c# 中,抽象类(abstract class) 和接口(interface) 都是实现多态性的重要机制,用于定义规范并约束子类 / 实现类的行为,但它们在设计目的和使用场景上有显著区别。
一、相同点
无法实例化 两者都不能直接创建对象,只能作为父类(抽象类)或契约(接口)被继承 / 实现。
// 错误:无法实例化抽象类 abstractclass ac = new abstractclass(); // 错误:无法实例化接口 iinterface itf = new iinterface();
包含未实现的成员 都可以定义需要子类 / 实现类具体实现的方法(抽象方法 / 接口方法)。
支持多态 子类 / 实现类的对象可以赋值给抽象类 / 接口类型的变量,调用时会执行具体实现。
// 多态示例 abstractclass obj1 = new concreteclass(); // 抽象类多态 iinterface obj2 = new interfaceimpl(); // 接口多态 obj1.abstractmethod(); // 执行子类实现 obj2.interfacemethod(); // 执行实现类方法
二、不同点
特性 | 抽象类(abstract class) | 接口(interface) |
---|---|---|
关键字 | abstract class | interface |
继承方式 | 单继承(一个类只能继承一个抽象类) | 多实现(一个类可以实现多个接口) |
成员类型 | 可包含抽象成员(无实现)和具体成员(有实现) | 只能包含抽象成员(默认无实现,c# 8.0+ 可加默认实现) |
访问修饰符 | 成员可以有 public、protected、internal 等修饰符 | 成员默认 public,不能显式添加其他修饰符 |
字段 / 属性 | 可以定义字段、普通属性 | 不能定义字段,只能定义属性(自动属性,无字段实现) |
构造函数 | 可以有构造函数(供子类调用) | 不能有构造函数 |
方法实现 | 可以包含有实现的方法(非抽象方法) | c# 8.0 前:所有方法无实现;c# 8.0+:可添加默认实现 |
设计目的 | 表示 "is-a" 关系(继承层次,共享代码) | 表示 "can-do" 关系(功能契约,规范行为) |
三、代码示例
1. 抽象类示例
// 抽象类:包含抽象方法和具体方法 public abstract class shape { // 字段(抽象类可定义字段) protected string _color; // 构造函数(抽象类可有构造函数) public shape(string color) { _color = color; } // 抽象方法(必须由子类实现) public abstract double getarea(); // 具体方法(提供默认实现,子类可重写) public virtual void printcolor() { console.writeline($"颜色:{_color}"); } } // 继承抽象类(单继承) public class circle : shape { private double _radius; public circle(string color, double radius) : base(color) { _radius = radius; } // 实现抽象方法 public override double getarea() { return math.pi * _radius * _radius; } }
2. 接口示例
// 接口:定义行为规范 public interface imovable { // 接口方法(默认public,无实现) void move(); // c# 8.0+ 可添加默认实现 void stop() { console.writeline("停止移动"); } } // 实现接口(可多实现) public class car : imovable { // 必须实现接口的抽象方法 public void move() { console.writeline("汽车行驶中..."); } // 可选:重写接口的默认实现 public void stop() { console.writeline("汽车刹车停止"); } }
四、使用场景选择
优先使用抽象类:
- 需要在多个相关类间共享代码(字段、方法实现)。
- 定义的是 "is-a" 关系(如
shape
与circle
、rectangle
)。 - 需要控制成员的访问权限(如
protected
方法供子类调用)。
优先使用接口:
- 定义不相关类的共同行为(如
imovable
可被car
、bird
实现)。 - 需要多继承能力(一个类实现多个接口)。
- 仅需规范行为,不涉及代码共享(如框架中的回调接口)。
总结
- 抽象类是 "部分实现" 的基类,强调继承和代码复用,适合构建类的层次结构。
- 接口是 "纯规范" 的契约,强调行为一致性,适合跨类别的功能定义。
- 在实际开发中,两者常结合使用(如抽象类实现接口,既提供基础实现又遵循规范)。
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