C#中的抽象类与接口的详解

1. 抽象类

抽象类是C#中一种特殊的类，可以被看作是对其他类的一种基础模板或蓝本。在抽象类中可以包含抽象方法和非抽象方法，而抽象方法只有声明，没有实现。抽象类本身是不能被实例化的。

1.1 抽象方法

抽象方法是指方法的声明只包含函数原型，没有函数体。它相当于一种半成品的方法，需要在继承抽象类的子类中实现。抽象方法的声明以abstract关键字开始。

下面是一个使用抽象类的例子，通过一个Person类和它的两个子类Student和Teacher来说明：

public abstract class Person
{
    public abstract void GetInfo();
}
public class Student : Person
{
    public override void GetInfo()
    {
        Console.WriteLine("I am a student.");
    }
}
public class Teacher : Person
{
    public override void GetInfo()
    {
        Console.WriteLine("I am a teacher.");
    }
}

上面的代码中，Person是一个抽象类，其中只包含了一个抽象方法GetInfo()。Student和Teacher是两个继承自Person的子类，它们都实现了GetInfo()方法。

1.2 非抽象方法

除了抽象方法之外，抽象类中还可以包含非抽象方法，也就是有函数体的方法。非抽象方法可以被子类直接继承或者覆盖，不需要在子类中再次声明。下面是一个包含抽象方法和非抽象方法的抽象类的例子：

public abstract class Shape
{
    public abstract double GetArea();
    public virtual void Print()
    {
        Console.WriteLine("This is a shape.");
    }
}
public class Circle : Shape
{
    double radius;
    public Circle(double r)
    {
        radius = r;
    }
    public override double GetArea()
    {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

上面的代码中，Shape是一个包含抽象方法GetArea()和非抽象方法Print()的抽象类。Circle是Shape的一个子类，它实现了GetArea()方法，而Print()方法直接继承了父类。

2. 接口

接口是一组方法的集合，不包含任何字段、构造函数和实现。它定义了一种协议，一组可供实现它的类或结构使用的方法和事件。接口可以看作是对多重继承的一种解决方案，也可以用来实现面向对象程序设计中的多态和抽象。一个类可以同时实现多个接口。

下面是一个使用接口的例子，通过IShape接口和Circle类来说明：

public interface IShape
{
    double GetArea();
}
public class Circle : IShape
{
    double radius;
    public Circle(double r)
    {
        radius = r;
    }
    public double GetArea()
    {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

上面的代码中，IShape是一个接口，Circle是它的一个实现类，它实现了接口中定义的GetArea()方法。

2.1 显式实现接口方法

一个类可以实现多个接口，如果两个或以上的接口具有相同名称的方法，则必须用显示实现接口成员来避免冲突。显式实现接口方法的语法为：

接口名.成员名

例如下面这个示例：

public interface IFirst
{
    int GetData();
}
public interface ISecond
{
    int GetData();
}
public class MyClass : IFirst, ISecond
{
    int IFirst.GetData()
    {
        return 1;
    }
    int ISecond.GetData()
    {
        return 2;
    }
}

上面的代码中，MyClass类实现了IFirst接口和ISecond接口，并且这两个接口具有相同名称的方法GetData()。由于这种情况下编译器无法区分要调用哪个接口的方法，因此需要用显式实现接口成员的方式来实现这两个方法。

2.2 接口继承

与类一样，接口也可以进行继承。接口之间采用逗号分隔可以实现多继承。下面是一个使用接口继承的例子：

public interface IShape
{
    double GetArea();
}
public interface IColor
{
    string GetColor();
}
public interface IShapeColor : IShape, IColor
{
}
public class Circle : IShapeColor
{
    double radius;
    string color;
    public Circle(double r, string c)
    {
        radius = r;
        color = c;
    }
    public double GetArea()
    {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
    public string GetColor()
    {
        return color;
    }
}

上面的代码中，IShape和IColor是两个接口，IShapeColor是它们的继承接口，Circle是它的一个实现类。Circle类实现了IShapeColor接口中定义的GetArea()方法和GetColor()方法。