Abstrakte Klasse vs. Schnittstelle in C#: Unterschied und Vergleich

In C# kann eine abstrakte Klasse eine teilweise Implementierung von Methoden, Feldern und Eigenschaften bereitstellen, während eine Schnittstelle einen Vertrag von Methoden und Eigenschaften definiert, die implementierende Klassen ohne Implementierungsdetails bereitstellen müssen.

Key Take Away

1. Die abstrakte Klasse ist eine Klasse, die nicht instanziiert werden kann und sowohl abstrakte als auch nicht abstrakte Methoden haben kann.
2. Interface ist eine Blaupause für eine Klasse und kann nur abstrakte Methoden haben.
3. Eine Klasse kann nur eine abstrakte Klasse erben, aber mehrere Schnittstellen implementieren.

Abstrakte Klasse vs. Schnittstelle in C#

In Geschwindigkeit, Abstract-Klasse ist im Vergleich zu Interface in C# schneller. Im ersteren können Sie Felder definieren, im Interface hingegen nicht. Eine einzelne abstrakte Klasse kann nur eine Schnittstelle erweitern, während eine Schnittstelle mehrere Schnittstellen erweitern kann. Ersteres enthält Datenelemente, letzteres nicht.

Mehrfachvererbungen sind in einer abstrakten Klasse nicht möglich, wohingegen ein Interface Mehrfachvererbungen möglich machen kann.

Vergleichstabelle

Merkmal	Abstrakte Klasse	Schnittstelle
Definition	Eine Klasse mit abstrakten Methoden, die eine teilweise Implementierung bereitstellen und Unterklassen zwingen, die verbleibenden Methoden zu implementieren	Ein Vertrag mit nur Methoden- und Eigenschaftsdeklarationen, aber keiner Implementierung
Zweck	Wird verwendet, um eine gemeinsame Basis für Unterklassen zu definieren und bestimmte Funktionen durchzusetzen	Wird verwendet, um einen Vertrag zu definieren, den verschiedene Klassen implementieren können, wodurch die Wiederverwendung und Flexibilität von Code gefördert wird
Sytemimplementierung	Kann Felder, Eigenschaften, Konstruktoren, abstrakte Methoden und konkrete Methoden haben	Kann nur Eigenschaften, Methoden und Ereignisse haben
Erbe	Eine Klasse kann nur von einer abstrakten Klasse erben	Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren
Zugriffsmodifikatoren	Abstrakte Methoden können einen beliebigen Zugriffsmodifikator haben (öffentlich, geschützt, privat).	Methoden und Eigenschaften in Schnittstellen sind implizit öffentlich
Instanzierbarkeit	Abstrakte Klassen können nicht direkt instanziiert werden	Schnittstellen können nicht direkt instanziiert werden
Abstraktionsebene	Kann eine vollständigere Implementierung als eine Schnittstelle bereitstellen	Stellt einen weniger spezifischen Vertrag als eine abstrakte Klasse bereit
Beispiel	Animal (abstrakte Klasse) mit abstrakten Methoden Move() und Eat()	IShape (Schnittstelle) mit den Methoden CalculateArea() und CalculatePerimeter()

Was ist die abstrakte Klasse in C#?

Eine abstrakte Klasse in C# ist eine teilweise implementierte Klasse, die als Blaupause für Unterklassen dient, von denen sie erben können. Es definiert eine gemeinsame Basis für verwandte Klassen und erzwingt bestimmte Funktionen durch abstrakte Methoden, während es Unterklassen ermöglicht, ihre eigenen Implementierungen für andere Funktionen bereitzustellen.

Hier ist eine Aufschlüsselung seiner Hauptmerkmale:

Definition:

• Eine Klasse, die von anderen Klassen geerbt werden soll.
• Enthält mindestens eine abstrakte Methode ohne Implementierung.
• Bietet eine gemeinsame Basis und teilweise implementierte Funktionalität für Unterklassen.

Zweck:

• Erzwingen Sie bestimmte Funktionalitäten und Verhaltensweisen in Unterklassen.
• Fördern Sie die Wiederverwendung von Code, indem Sie eine gemeinsame Basis für verwandte Klassen bereitstellen.
• Fördern Sie die Organisation und Struktur des Codes.
• Verbessern Sie die Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes.

Hauptmerkmale

• Kann Felder, Eigenschaften, Konstruktoren, konkrete Methoden (mit Implementierung) und abstrakte Methoden (ohne Implementierung) haben.
• Abstrakte Methoden definieren die Funktionalität, die Unterklassen implementieren müssen.
• Unterklassen können nur von einer abstrakten Klasse erben.
• Abstrakte Klassen können nicht direkt instanziiert werden.

Vorteile:

• Fördert die Wiederverwendung von Code und reduziert die Codeduplizierung.
• Erzwingt konsistentes Verhalten und Funktionalität über verwandte Klassen hinweg.
• Verbessert die Organisation und Wartbarkeit des Codes.
• Bietet eine klare Trennung zwischen abstrakter und konkreter Funktionalität.

Beispiele:

• Animal (abstrakte Klasse) mit den abstrakten Methoden Move() und Eat().
• Shape (abstrakte Klasse) mit den abstrakten Methoden CalculateArea() und CalculatePerimeter().

Wann sollte eine abstrakte Klasse verwendet werden:

• Wenn Sie eine gemeinsame Basis für eine Gruppe verwandter Klassen definieren müssen.
• Wenn Sie bestimmte Funktionen in Unterklassen erzwingen möchten.
• Wenn Sie die Wiederverwendung von Code fördern und die Codeduplizierung reduzieren möchten.
• Wenn Sie das abstrakte Konzept von seinen konkreten Implementierungen trennen möchten.

Was ist Schnittstelle in C#?

In C# ist eine Schnittstelle ein leistungsstarkes Werkzeug zur Förderung der Wiederverwendung und Abstraktion von Code. Es definiert einen Vertrag, der das erwartete Verhalten und die erwarteten Funktionen einer Klasse spezifiziert, aber keine Implementierungsdetails bereitstellt.

Hier ist eine Aufschlüsselung der wichtigsten Funktionen:

Definition:

• Ein Blueprint, der eine Reihe von Methoden, Eigenschaften und Ereignissen definiert, ohne deren Implementierung bereitzustellen.
• Fungiert als Vertrag, den Klassen implementieren können, um bestimmte Funktionalitäten zu gewährleisten.
• Fördert die lose Kopplung zwischen Klassen und ermöglicht ihnen die Zusammenarbeit, ohne auf ihre internen Implementierungen angewiesen zu sein.

Zweck:

• Fördern Sie die Wiederverwendung von Code und verbessern Sie die Wartbarkeit, indem Sie einen gemeinsamen Satz von Funktionen definieren, die verschiedene Klassen implementieren können.
• Entkoppeln Sie die Implementierungsdetails verschiedener Klassen, um sie unabhängiger und flexibler zu machen.
• Geben Sie eine klare und prägnante Spezifikation des erwarteten Verhaltens einer Klasse an.
• Ermöglichen Sie verschiedenen Klassen, dieselbe Funktionalität auf unterschiedliche Weise zu implementieren.

Hauptmerkmale

• Kann nur Methoden, Eigenschaften und Ereignisse haben.
• Methoden und Eigenschaften haben keine Implementierungsdetails, sodass Klassen, die die Schnittstelle implementieren, gezwungen sind, ihre eigenen Implementierungen bereitzustellen.
• Durch Veranstaltungen können Klassen miteinander kommunizieren.
• Schnittstellen sind implizit öffentlich, was bedeutet, dass ihre Mitglieder für andere Klassen zugänglich sind.
• Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren.
• Schnittstellen können nicht direkt instanziiert werden.

Vorteile:

• Fördert die Wiederverwendung von Code und reduziert die Codeduplizierung.
• Verbessert die Flexibilität und Wartbarkeit des Codes.
• Fördert eine lockere Kopplung und eine bessere Trennung von Anliegen.
• Macht Code lesbarer und verständlicher.

Beispiele:

• IShape (Schnittstelle) mit den Methoden CalculateArea() und CalculatePerimeter().
• IComparable (Schnittstelle) mit Methode CompareTo().
• ICloneable (Schnittstelle) mit Methode Clone().

Wann sollte eine Schnittstelle verwendet werden:

• Wenn Sie eine Reihe von Funktionen definieren möchten, die verschiedene Klassen auf unterschiedliche Weise implementieren können.
• Wenn Sie eine lockere Kopplung und Flexibilität zwischen Klassen fördern möchten.
• Wenn Sie die Wiederverwendung von Code fördern und die Codeduplizierung reduzieren möchten.
• Wenn Sie einen öffentlichen Vertrag erstellen möchten, der das erwartete Verhalten einer Klasse angibt.

Hauptunterschiede zwischen abstrakter Klasse und Schnittstelle in C#

1. Sytemimplementierung:
   • Abstrakte Klasse: Eine abstrakte Klasse kann Methoden, Felder und Eigenschaften teilweise oder vollständig implementieren.
   • Schnittstelle: Eine Schnittstelle definiert einen Vertrag von Methoden und Eigenschaften, die implementierende Klassen bereitstellen müssen, enthält jedoch keine Implementierungsdetails.
2. Erbe:
   • Abstrakte Klasse: Eine Klasse kann mithilfe der Einzelvererbung in C# nur von einer abstrakten Klasse erben.
   • Schnittstelle: Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren, was die Vererbung mehrerer Schnittstellen ermöglicht.
3. Konstruktoren:
   • Abstrakte Klasse: Eine abstrakte Klasse kann Konstruktoren haben, mit denen der Status der Klasse initialisiert werden kann.
   • Schnittstelle: Schnittstellen können keine Konstruktoren haben, da sie kein zustands- oder instanzspezifisches Verhalten definieren.
4. Zugriffsmodifikatoren:
   • Abstrakte Klasse: Abstrakte Klassen können Zugriffsmodifikatoren für Methoden, Felder und Eigenschaften haben, was eine bessere Kontrolle über Sichtbarkeit und Zugänglichkeit ermöglicht.
   • Schnittstelle: Alle Mitglieder einer Schnittstelle sind implizit öffentlich und können keine Zugriffsmodifikatoren haben.
5. Felder:
   • Abstrakte Klasse: Abstrakte Klassen können Felder haben, die Daten innerhalb der Klasse speichern und verwalten können.
   • Schnittstelle: Schnittstellen können keine Felder haben; Sie definieren nur Methoden- und Eigenschaftssignaturen.
6. Mehrfachvererbung:
   • Abstrakte Klasse: Während eine Klasse von einer einzelnen abstrakten Klasse erben kann, kann sie auch mehrere Schnittstellen implementieren, was eine begrenzte Form der Mehrfachvererbung ermöglicht.
   • Schnittstelle: Schnittstellen werden verwendet, um eine Mehrfachvererbung zu erreichen, indem einer Klasse die Implementierung mehrerer Schnittstellen ermöglicht wird.
7. Anwendungsbeispiele:
   • Abstrakte Klasse: Abstrakte Klassen eignen sich, wenn Sie eine gemeinsame Basis mit gemeinsamer Implementierung für verwandte Klassen bereitstellen möchten und wenn Sie erwarten, dass Klassen ein gemeinsames Verhalten aufweisen.
   • Schnittstelle: Schnittstellen definieren einen Vertrag für Klassen, die möglicherweise keine gemeinsame Basis haben, aber bestimmte Verhaltensweisen oder Funktionen einhalten müssen.

Bibliographie

1. https://csharp.net-tutorials.com/classes/abstract-classes/
2. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/512035.512041

Letzte Aktualisierung: 11. Dezember 2023