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本文中所有圖示純為個人理解(參考了Assembly中元數據的存儲方式),與真實情況可能有所出入。 圖中綠色表示公有方法,紅色表示私有方法。
本文將通過以下四個案例來分析C#中的接口究竟是如何工作的。
1、公有方法實現接口方法
盡管C#在定義接口時不用指明接口方法的訪問控制方式,但默認接口方法均為public型(這可以從反編譯的IL代碼中看到)。下面是使用Reflector查看的接口IL代碼
.class private interface abstract auto ansi IControl{ .method public hidebysig newslot abstract virtual instance void Paint() cil managed { }}
實現接口的類需要實現所有接口方法。通常情況下,接口的實現方法也為public型。如下案例:
using System ;interface IControl { void Paint();}public class EditBox: IControl { public void Paint() { Console.WriteLine("Pain method is called!"); }}class Test { static void Main() { EditBox editbox = new EditBox(); editbox.Paint(); ((IControl)editbox).Paint(); }}
程序的執行結果為:
Pain method is called!Pain method is called!
接口就好像是關系型數據庫中的一對多表,一個接口對應多個接口方法,每個接口方法又對應虛擬方法表(VMT)中的某個公有或私有方法。上面代碼在內存中的鏡像可由下圖描述:
從圖中我們可以看到直接對Paint方法的調用以及通過接口對Paint方法的調用。可見通過接口對方法進行調用需要多出一道轉換工作,因此執行效率不如直接調用。
2、私有方法不能實現接口方法
如果想將接口方法直接實現為私有方法是辦不到的。下面的EditBox的代碼中Paint方法沒有特殊說明,默認為private,導致代碼無法執行:
using System ;interface IControl { void Paint();}public class EditBox: IControl { void Paint() { Console.WriteLine("Pain method is called!"); } public void ShowPaint() { this.Paint(); ((IControl)this).Paint(); }}class Test { static void Main() { EditBox editbox = new EditBox(); editbox.ShowPaint(); }}
程序在編譯時將顯示如下編譯錯誤:““EditBox”不會實現接口成員“IControl.Paint()”。“EditBox.Paint()”或者是靜態、非公共的,或者有錯誤的返回類型。”
為什么會這樣呢?如圖:
這是由于接口規范中的方法默認的訪問權限是public,而類中的默認訪問權限是default,也就是說private,因此導致權限范圍收縮,兩者權限并不相同,所以必須將類的權限調整為public才可以使上面的代碼得以執行。
3、實現專門的接口方法(1)
代碼如下:
using System ;interface IControl { void Paint();}public class EditBox: IControl { void Paint() { Console.WriteLine("Pain method is called!"); } void IControl.Paint() { Console.WriteLine("IControl.Pain method is called!"); } public void ShowPaint() { this.Paint(); ((IControl)this).Paint(); }}class Test { static void Main() { EditBox editbox = new EditBox(); editbox.ShowPaint(); //editbox.Paint(); ((IControl)editbox).Paint(); }}
EditBox類擁有一私有Paint方法,但這并不是接口方法的實現(上例已經分析過)。EditBox類中還包含了一“void IControl.Paint()”方法, 是該方法復寫了接口的Paint方法,該方法是私有的(通過IL代碼可以看出)。
注意:“void IControl.Paint()”前不能加任何的修飾限定符號,諸如public、private等,這在C#的語法中是不允許的。該方法反編譯得到的IL代碼如下:
.class public auto ansi beforefieldinit EditBox extends object implements IControl{ ....... .method private hidebysig newslot virtual final instance void IControl.Paint() cil managed { .override IControl::Paint }}
程序運行時內存中的鏡像可簡化表示為:
程序執行結果如下:
Pain method is called!IControl.Pain method is called!IControl.Pain method is called!
我們之所以可以通過((IControl)editbox).Paint()
方法訪問到代碼是因為接口方法Paint是公有的。但是我們不能通過editbox.Paint()
方法訪問到代碼是因為EditBox的Paint方法是私有的。 在EditBox內部,通過ShowPaint方法可以同時訪問私有的Paint方法與接口IControl.Paint
方法。
4、實現專門的接口方法(2)
如果EditBox中的Pait方法為公有并且同時提供了IControl.Paint方法,程序將是如何運行的呢?代碼如下:
using System ;interface IControl { void Paint();}public class EditBox: IControl { public void Paint() { Console.WriteLine("Pain method is called!"); } void IControl.Paint() { Console.WriteLine("IControl.Pain method is called!"); }}class Test { static void Main() { EditBox editbox = new EditBox(); editbox.Paint(); ((IControl)editbox).Paint(); }}
程序執行結果如下:
Pain method is called!IControl.Pain method is called!
程序執行時內存布局如下:
可見,EditBox中公有的Paint方法并不是接口實現方法,真正的接口實現方法是IControl.Paint,這將導致editbox.Paint()
方法與((IControl)editbox).Paint()
的執行結果并不一樣。
5、結論
接口方法的實現通常是通過類中的公有方法實現的;
在一些特殊情況下(代碼隱藏、一個類實現的兩個接口具有相同的接口方法等),需要專門實現某個接口的方法。
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