C#中的接口.doc

C#中的接口
本文中所有图示纯为个人理解（参考了Assembly中元数据的存储方式），与真实情况可能有所出入。 图中绿色表示公有方法，红色表示私有方法。
本文将通过以下四个案例来分析C#中的接口究竟是如何工作的。
1、公有方法实现接口方法
尽管C#在定义接口时不用指明接口方法的访问控制方式，但默认接口方法均为public型（这可以从反编译的IL代码中看到）。下面是使用Reflector查看的接口IL代码
.class private interface abstract auto ansi IControl
{
.method public hidebysig newslot abstract virtual instance void Paint() cil managed
{
}
}
实现接口的类需要实现所有接口方法。通常情况下，接口的实现方法也为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();
}
}
程序的执行结果为：
Pain method is called!
Pain method is called!
接口就好像是关系型数据库中的一对多表，一个接口对应多个接口方法，每个接口方法又对应虚拟方法表（VMT）中的某个公有或私有方法。上面代码在内存中的镜像可由下图描述：

从图中我们可以看到直接对Paint方法的调用以及通过接口对Paint方法的调用。可见通过接口对方法进行调用需要多出一道转换工作，因此执行效率不如直接调用。
2、私有方法不能实现接口方法
如果想将接口方法直接实现为私有方法是办不到的。下面的EditBox的代码中Paint方法没有特殊说明，默认为private，导致代码无法执行：
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();
}
}
程序在编译时将显示如下编译错误：““EditBox”不会实现接口成员“IControl.Paint()”。“EditBox.Paint()”或者是静态、非公共的，或者有错误的返回类型。”
为什么会这样呢？如图：

这是由于接口规范中的方法默认的访问权限是public，而类中的默认访问权限是default，也就是说private，因此导致权限范围收缩，两者权限并不相同，所以必须将类的权限调整为public才可以使上面的代码得以执行。
3、实现专门的接口方法（1）
代码如下：
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类拥有一私有Paint方法，但这并不是接口方法的实现（上例已经分析过）。EditBox类中还包含了一“void IControl.Paint()”方法， 是该方法复写了接口的Paint方法，该方法是私有的（通过IL代码可以看出）。
注意：“void IControl.Paint()”前不能加任何的修饰限定符号，诸如public、private等，这在C#的语法中是不允许的。该方法反编译得到的IL代码如下：
.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
}
}
程序运行时内存中的镜像可简化表示为：

程序执行结果如下：
Pain method is called!
IControl.Pain method is called!
IControl.Pain method is called!
我们之所以可以通过((IControl)editbox).Paint()方法访问到代码是因为接口方法Paint是公有的。但是我们不能通过editbox.Paint()方法访问到代码是因为EditBox的Paint方法是私有的。 在EditBox内部，通过ShowPaint方法可以同时访问私有的Paint方法与接口IControl.Paint方法。
4、实现专门的接口方法（2）
如果EditBox中的Pait方法为公有并且同时提供了IControl.Paint方法，程序将是如何运行的呢？代码如下：
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();
}
}
程序执行结果如下：
Pain method is called!
IControl.Pain method is called!
程序执行时内存布局如下：

可见，EditBox中公有的Paint方法并不是接口实现方法，真正的接口实现方法是IControl.Paint，这将导致editbox.Paint()方法与((IControl)editbox).Paint()的执行结果并不一样。
5、结论
接口方法的实现通常是通过类中的公有方法实现的；
在一些特殊情况下（代码隐藏、一个类实现的两个接口具有相同的接口方法等），需要专门实现某个接口的方法。