Абстрактный класс и интерфейс в C#: разница и сравнение

В C# абстрактный класс может предоставлять частичную реализацию методов, полей и свойств, тогда как интерфейс определяет контракт методов и свойств, которые реализующие классы должны предоставлять без каких-либо подробностей реализации.

Основные выводы

1. Абстрактный класс — это класс, который не может быть создан и может иметь как абстрактные, так и неабстрактные методы.
2. Интерфейс представляет собой план класса и может иметь только абстрактные методы.
3. Класс может наследовать только один абстрактный класс, но может реализовывать несколько интерфейсов.

Абстрактный класс против интерфейса в C#

In скорость, Абстрактный класс быстрее по сравнению с интерфейсом в C#. в первом вы можете определять поля, тогда как в интерфейсе вы не можете. Один абстрактный класс может расширять только один интерфейс, а один интерфейс может расширять несколько интерфейсов. Первый содержит элементы данных, а второй — нет.

Множественное наследование невозможно в абстрактном классе, тогда как интерфейс может сделать множественное наследование возможным.

Сравнительная таблица

Особенность	Абстрактный класс	Интерфейс
Определение	Класс с абстрактными методами, которые обеспечивают частичную реализацию и заставляют подклассы реализовывать остальные методы.	Контракт только с объявлениями методов и свойств, но без реализации.
Цель	Используется для определения общей базы для подклассов и реализации определенных функций.	Используется для определения контракта, который могут реализовать разные классы, что способствует повторному использованию кода и гибкости.
Реализация	Может иметь поля, свойства, конструкторы, абстрактные и конкретные методы.	Может иметь только свойства, методы и события.
наследование	Класс может наследовать только один абстрактный класс.	Класс может реализовывать несколько интерфейсов
Модификаторы доступа	Абстрактные методы могут иметь любой модификатор доступа (открытый, защищенный, частный).	Методы и свойства в интерфейсах неявно общедоступны.
Возможность создания экземпляров	Абстрактные классы не могут быть созданы напрямую.	Интерфейсы не могут быть созданы напрямую.
Уровень абстракции	Может обеспечить более полную реализацию, чем интерфейс	Предоставляет менее конкретный контракт, чем абстрактный класс.
Пример	Animal (абстрактный класс) с абстрактными методами Move() и Eat()	IShape (интерфейс) с методами CalculateArea() и CalculatePerimeter()

Что такое абстрактный класс в C#?

Абстрактный класс в C# — это частично реализованный класс, который служит основой для наследования подклассов. Он определяет общую основу для связанных классов и обеспечивает выполнение определенных функций с помощью абстрактных методов, позволяя при этом подклассам предоставлять свои собственные реализации для других функций.

Вот разбивка его основных характеристик:

Определение:

• Класс, предназначенный для наследования от других классов.
• Содержит как минимум один абстрактный метод без реализации.
• Предоставляет общую базу и частично реализованную функциональность для подклассов.

Цель:

• Обеспечьте соблюдение определенных функций и поведения в подклассах.
• Содействуйте повторному использованию кода, предоставляя общую базу для связанных классов.
• Поощряйте организацию и структуру кода.
• Улучшите читаемость и удобство сопровождения кода.

Ключевые особенности:

• Может иметь поля, свойства, конструкторы, конкретные методы (с реализацией) и абстрактные методы (без реализации).
• Абстрактные методы определяют функциональность, которую должны реализовать подклассы.
• Подклассы могут наследовать только от одного абстрактного класса.
• Абстрактные классы не могут быть созданы напрямую.

Бенефиты:

• Способствует повторному использованию кода и уменьшает дублирование кода.
• Обеспечивает согласованное поведение и функциональность во всех связанных классах.
• Улучшает организацию кода и удобство сопровождения.
• Обеспечивает четкое разделение абстрактной и конкретной функциональности.

Примеры:

• Animal (абстрактный класс) с абстрактными методами Move() и Eat().
• Фигура (абстрактный класс) с абстрактными методами CalculateArea() и CalculatePerimeter().

Когда использовать абстрактный класс:

• Когда вам необходимо определить общую базу для группы связанных классов.
• Если вы хотите реализовать определенные функции в подклассах.
• Если вы хотите стимулировать повторное использование кода и уменьшить дублирование кода.
• Когда вы хотите отделить абстрактную концепцию от ее конкретной реализации.

Что такое интерфейс в C#?

В C# интерфейс — это мощный инструмент для повторного использования и абстракции кода. Он определяет контракт, который определяет ожидаемое поведение и функциональные возможности класса, но не предоставляет никаких подробностей реализации.

Вот разбивка его ключевых особенностей:

Определение:

• Схема, определяющая набор методов, свойств и событий без предоставления их реализации.
• Действует как контракт, который классы могут реализовать, чтобы гарантировать определенные функциональные возможности.
• Обеспечивает слабую связь между классами, позволяя им сотрудничать, не полагаясь на свои внутренние реализации.

Цель:

• Содействуйте повторному использованию кода и улучшайте удобство сопровождения, определяя общий набор функций, которые могут реализовать разные классы.
• Разделите детали реализации разных классов, сделав их более независимыми и гибкими.
• Предоставьте четкую и краткую спецификацию ожидаемого поведения класса.
• Включите разные классы для реализации одной и той же функциональности разными способами.

Ключевые особенности:

• Может иметь только методы, свойства и события.
• Методы и свойства не имеют подробностей реализации, что вынуждает классы, реализующие интерфейс, предоставлять свои собственные реализации.
• События позволяют классам общаться друг с другом.
• Интерфейсы неявно общедоступны, то есть их члены доступны другим классам.
• Класс может реализовывать несколько интерфейсов.
• Интерфейсы не могут быть созданы напрямую.

Бенефиты:

• Способствует повторному использованию кода и уменьшает дублирование кода.
• Повышает гибкость и удобство сопровождения кода.
• Поощряет слабую связь и лучшее разделение задач.
• Делает код более читабельным и понятным.

Примеры:

• IShape (интерфейс) с методами CalculateArea() и CalculatePerimeter().
• IComparable (интерфейс) с методом CompareTo().
• ICloneable (интерфейс) с методом Clone().

Когда использовать интерфейс:

• Если вы хотите определить набор функций, которые разные классы могут реализовать по-разному.
• Если вы хотите обеспечить слабую связь и гибкость между классами.
• Если вы хотите стимулировать повторное использование кода и уменьшить дублирование кода.
• Если вы хотите создать публичный контракт, определяющий ожидаемое поведение класса.

Основные различия между абстрактным классом и интерфейсом в C#

1. Реализация:
   • Абстрактный класс: абстрактный класс может частично или полностью реализовывать методы, поля и свойства.
   • Интерфейс. Интерфейс определяет контракт методов и свойств, которые должны предоставлять реализующие классы, но не содержит каких-либо подробностей реализации.
2. наследование:
   • Абстрактный класс. Класс может наследовать только от одного абстрактного класса, используя одиночное наследование в C#.
   • Интерфейс: класс может реализовывать несколько интерфейсов, что позволяет наследовать несколько интерфейсов.
3. Конструкторы:
   • Абстрактный класс: абстрактный класс может иметь конструкторы, которые можно использовать для инициализации состояния класса.
   • Интерфейс. Интерфейсы не могут иметь конструкторов, поскольку они не определяют поведение, специфичное для состояния или экземпляра.
4. Модификаторы доступа:
   • Абстрактный класс. Абстрактные классы могут иметь модификаторы доступа для методов, полей и свойств, что позволяет лучше контролировать видимость и доступность.
   • Интерфейс: все члены интерфейса неявно общедоступны и не могут иметь модификаторов доступа.
5. Поля:
   • Абстрактный класс. Абстрактные классы могут иметь поля, которые могут хранить данные внутри класса и управлять ими.
   • Интерфейс: интерфейсы не могут иметь полей; они определяют только сигнатуры методов и свойств.
6. Множественное наследование:
   • Абстрактный класс. Хотя класс может наследовать от одного абстрактного класса, он также может реализовывать несколько интерфейсов, что позволяет использовать ограниченную форму множественного наследования.
   • Интерфейс. Интерфейсы используются для достижения множественного наследования, позволяя классу реализовывать несколько интерфейсов.
7. Случаи использования:
   • Абстрактный класс. Абстрактные классы подходят, когда вы хотите предоставить общую базу с общей реализацией для связанных классов и когда вы ожидаете, что классы будут иметь общее поведение.
   • Интерфейс. Интерфейсы определяют контракт для классов, которые могут не иметь общей базы, но должны соответствовать определенному набору поведения или функциональности.

Рекомендации

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