C# の抽象クラスとインターフェイス: 違いと比較

C# では、抽象クラスはメソッド、フィールド、プロパティの部分的な実装を提供できますが、インターフェイスは実装クラスが提供する必要があるメソッドとプロパティのコントラクトを、実装の詳細なしで定義します。

主要な取り組み

1. 抽象クラスは、インスタンス化できず、抽象メソッドと非抽象メソッドの両方を持つことができるクラスです。
2. インターフェイスはクラスの設計図であり、抽象メソッドのみを持つことができます。
3. クラスは XNUMX つの抽象クラスしか継承できませんが、複数のインターフェイスを実装できます。

C# の抽象クラスとインターフェイス

In スピード、抽象クラスは、C# のインターフェイスと比較して高速です。 前者ではフィールドを定義できますが、インターフェイスではできません。 XNUMX つの抽象クラスは XNUMX つのインターフェースのみを拡張できますが、XNUMX つのインターフェースは複数のインターフェースを拡張できます。 前者にはデータ メンバーが含まれますが、後者には含まれません。

抽象クラスでは多重継承はできませんが、インターフェイスでは可能な限り多重継承を行うことができます。

比較表

機能	抽象クラス	インタフェース
定義	部分的な実装を提供し、サブクラスに残りのメソッドの実装を強制する抽象メソッドを持つクラス	メソッドとプロパティの宣言のみがあり、実装が含まれていないコントラクト
目的	サブクラスの共通ベースを定義し、特定の機能を強制するために使用されます。	さまざまなクラスが実装できるコントラクトを定義するために使用され、コードの再利用と柔軟性が促進されます。
製品の導入	フィールド、プロパティ、コンストラクター、抽象メソッド、具象メソッドを含めることができます	プロパティ、メソッド、イベントのみを持つことができます
継承	クラスは XNUMX つの抽象クラスからのみ継承できます	クラスは複数のインターフェースを実装できます
アクセス修飾子	抽象メソッドには任意のアクセス修飾子 (public、protected、private) を含めることができます。	インターフェイス内のメソッドとプロパティは暗黙的にパブリックです
インスタンス化可能性	抽象クラスは直接インスタンス化できません	インターフェイスを直接インスタンス化することはできません
抽象化レベル	インターフェースよりも完全な実装を提供できる	抽象クラスよりも具体性の低いコントラクトを提供します
例	抽象メソッド Move() および Eat() を備えた Animal (抽象クラス)	CalculateArea() および CalculatePerimeter() メソッドを備えた IShape (インターフェイス)

C#の抽象クラスとは?

C# の抽象クラスは、サブクラスが継承する青写真として機能する、部分的に実装されたクラスです。 関連するクラスの共通ベースを定義し、抽象メソッドを通じて特定の機能を強制すると同時に、サブクラスが他の機能に対して独自の実装を提供できるようにします。

その主な特徴の内訳は次のとおりです。

定義：

• 他のクラスによって継承されるように設計されたクラス。
• 実装されていない抽象メソッドが少なくとも XNUMX つ含まれています。
• サブクラスに共通の基本機能と部分的に実装された機能を提供します。

目的：

• サブクラスで特定の機能と動作を強制します。
• 関連するクラスに共通の基盤を提供することで、コードの再利用を促進します。
• コードの組織化と構造化を促進します。
• コードの可読性と保守性が向上します。

主な特長：

• フィールド、プロパティ、コンストラクター、具象メソッド (実装あり)、および抽象メソッド (実装なし) を含めることができます。
• 抽象メソッドは、サブクラスが実装する必要がある機能を定義します。
• サブクラスは XNUMX つの抽象クラスのみを継承できます。
• 抽象クラスは直接インスタンス化できません。

利点：

• コードの再利用を促進し、コードの重複を減らします。
• 関連するクラス間で一貫した動作と機能を強制します。
• コードの構成と保守性が向上します。
• 抽象的な機能と具体的な機能を明確に分離します。

例：

• 抽象メソッド Move() および Eat() を備えた Animal (抽象クラス)。
• 抽象メソッド CalculateArea() および CalculatePerimeter() を使用した Shape (抽象クラス)。

抽象クラスを使用する場合:

• 関連するクラスのグループに共通のベースを定義する必要がある場合。
• サブクラスで特定の機能を強制したい場合。
• コードの再利用を促進し、コードの重複を減らしたい場合。
• 抽象的な概念をその具体的な実装から分離したい場合。

C# のインターフェイスとは何ですか?

C# では、インターフェイスはコードの再利用と抽象化を促進するための強力なツールです。 これは、クラスの期待される動作と機能を指定する規約を定義しますが、実装の詳細は提供しません。

主な機能の内訳は次のとおりです。

定義：

• 実装を提供せずに、メソッド、プロパティ、イベントのセットを定義するブループリント。
• 特定の機能を保証するためにクラスが実装できる契約として機能します。
• クラス間の疎結合を促進し、内部実装に依存せずにコラボレーションできるようにします。

目的：

• さまざまなクラスが実装できる共通の機能セットを定義することで、コードの再利用を促進し、保守性を向上させます。
• さまざまなクラスの実装の詳細を分離し、クラスの独立性と柔軟性を高めます。
• クラスの予想される動作の明確かつ簡潔な仕様を提供します。
• 異なるクラスが同じ機能を異なる方法で実装できるようにします。

主な特長：

• メソッド、プロパティ、イベントのみを持つことができます。
• メソッドとプロパティには実装の詳細がないため、インターフェイスを実装するクラスは独自の実装を提供する必要があります。
• イベントにより、クラスが相互に通信できるようになります。
• インターフェイスは暗黙的にパブリックであり、そのメンバーが他のクラスからアクセスできることを意味します。
• クラスは複数のインターフェイスを実装できます。
• インターフェイスを直接インスタンス化することはできません。

利点：

• コードの再利用を促進し、コードの重複を減らします。
• コードの柔軟性と保守性が向上します。
• 疎結合と懸念事項のより適切な分離を促進します。
• コードをより読みやすく、理解しやすくします。

例：

• CalculateArea() メソッドと CalculatePerimeter() メソッドを備えた IShape (インターフェイス)。
• IComparable (インターフェイス) CompareTo() メソッド。
• ICloneable (インターフェイス) Clone() メソッド。

インターフェースを使用する場合:

• さまざまなクラスがさまざまな方法で実装できる一連の機能を定義したい場合。
• クラス間の疎結合と柔軟性を促進したい場合。
• コードの再利用を促進し、コードの重複を減らしたい場合。
• クラスの期待される動作を指定するパブリック コントラクトを作成する場合。

C# における抽象クラスとインターフェイスの主な違い

1. 製品の導入:
   • 抽象クラス: 抽象クラスは、メソッド、フィールド、プロパティを部分的または完全に実装できます。
   • インターフェイス: インターフェイスは、実装クラスが提供する必要があるメソッドとプロパティのコントラクトを定義しますが、実装の詳細は含まれません。
2. 継承:
   • 抽象クラス: C# では単一継承を使用して、クラスは XNUMX つの抽象クラスのみを継承できます。
   • インターフェイス: クラスは複数のインターフェイスを実装でき、複数のインターフェイスの継承が可能です。
3. コンストラクター:
   • 抽象クラス: 抽象クラスには、クラスの状態を初期化するために使用できるコンストラクターを含めることができます。
   • インターフェイス: インターフェイスは状態やインスタンス固有の動作を定義しないため、コンストラクターを持つことはできません。
4. アクセス修飾子:
   • 抽象クラス: 抽象クラスにはメソッド、フィールド、プロパティのアクセス修飾子を含めることができるため、可視性とアクセシビリティをより詳細に制御できます。
   • インターフェイス: インターフェイスのすべてのメンバーは暗黙的にパブリックであり、アクセス修飾子を持つことはできません。
5. フィールズ:
   • 抽象クラス: 抽象クラスにはフィールドを含めることができ、クラス内でデータを保存および管理できます。
   • インターフェイス: インターフェイスにはフィールドを含めることはできません。 メソッドとプロパティのシグネチャのみを定義します。
6. 多重継承:
   • 抽象クラス: クラスは単一の抽象クラスから継承できますが、複数のインターフェイスを実装することもでき、限定された形式の多重継承が可能です。
   • インターフェイス: インターフェイスは、クラスが複数のインターフェイスを実装できるようにすることで、多重継承を実現するために使用されます。
7. ユースケース:
   • 抽象クラス: 抽象クラスは、関連するクラスの共有実装を備えた共通のベースを提供したい場合、およびクラスに共通の動作が期待される場合に適しています。
   • インターフェイス: インターフェイスは、共通のベースを持たないかもしれないが、特定の動作または機能のセットに従う必要があるクラスの規約を定義します。

参考情報

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