Построение иерархии интерфейсов
Продолжим наше обсуждение вопросов создания пользовательских интерфейсов и рассмотрим тему иерархии интерфейсов. Вы знаете, что класс может выступать в роли базового класса для других классов (которые, в свою очередь, тоже могут быть базовыми классами для других классов), но точно так же можно строить отношения наследования и среди интерфейсов. Как и следует ожидать, интерфейс на вершине иерархии определяет общее поведение, а интерфейсы, находящиеся на более низких уровнях, "уточняют" это поведение. Для примера рассмотрите следующую иерархию интерфейсов.
// Базовый интерфейс.
public interface IDrawable { void Draw(); }
public interface IPrintable: IDrawable { void Print(); }
public interface IMetaFileRender: IPrintable { void Render(); }
Соответствующая цепочка наследования показана на рис. 7.5.
Рис. 7.5. Иерархия интерфейсов
Теперь, если некоторый класс должен поддерживать все варианты поведения, заданные в рамках этой иерархии интерфейсов, то этот класс должен выводиться из интерфейса, лежащего в основе иерархии (в данном случае это IMetaFileRender). Все методы, определенные базовым интерфейсом (или интерфейсами), автоматически переносятся в определение. Например:
// Этот класс поддерживает IDrawable, IPrintable и IMetaFileRender.
public class SuperImage: IMetaFileRender {
public void Draw() { Console.WriteLine("Базовая логика визуализации."); }
public void Print() { Console.WriteLine("Вывод на принтер."); }
public void Render() { Console WriteLine("Вывод в метафайл."); }
}
Вот пример вывода каждого интерфейса из экземпляра SuperImage.
// Использование интерфейсов.
static void Main(string[] args) {
SuperImage si = new SuperImage();
// Получение IDrawable.
IDrawable itfDraw = (IDrawable)si;
itfDraw.Draw();
// Получение IMetaFileRender, который использует все методы,
// определенные выше по цепочке интерфейсов.
if (itfDraw is IMetaFileRender) {
IMetaFileRender itfMF = (IMetaFileRender)itfDraw;
itfMF.Render();
itfMF.Print();
}
Console.ReadLine();
}
Интерфейсы с множеством базовых интерфейсов
При построении иерархии интерфейсов вполне допустимо создавать интерфейсы, которые оказываются производными от нескольких базовых интерфейсов. Однако напомним, что нельзя строить классы, которые будут производными от нескольких базовых классов. Для примера предположим, что вы строите набор интерфейсов, моделирующих поведение автомобиля.
public interface ICar { void Drive(); }
public interface IUnderwaterCar { void Dive(); }
// Здесь интерфейс имеет ДВА базовых интерфейса.
public interface IJamesBondCar: ICar, IUnderwaterCar { void TurboBoost(); }
На рис. 7.6 показана соответствующая цепочка интерфейсов.
Рис. 7.6. Общая система типов (CTS) допускает множественное наследование интерфейсных типов
При построении класса, реализующего IJamesBondCar (машина Джеймса Бонда), вы должны реализовать TurboBoost(), Dive() и Drive().
public class JamesBondCar: IJamesBondCar {
public void Drive() { Console.WriteLine("Ускорение…"); }
public void Dive() { Console.WriteLine("Погружение…"); }
public void TurboBoost() { Console.WriteLine{"Взлет!"); }
}
Этот специализированный автомобиль можно использовать так, как и ожидается.
static void Main(string[] args) {
…
JamesBоndCar j = new JamesBondCar();
j.Drive();
j.TurboBoost();
j.Dive();
}
Реализация интерфейсов в Visual Studio 2005
Программирование на основе интерфейсов – это мощная техника программирования, но процесс реализации интерфейсов может предполагать ввод программного кода вручную в очень больших объемах. Поскольку интерфейсы представляют собой именованные наборы абстрактных членов, вам придется вводить программный код для каждого метода интерфейса и каждого класса, поддерживающего соответствующее поведение.
Вы не ошибаетесь, если предполагаете, что в Visual Studio 2005 имеются различные средства автоматизации для решения задач реализации интерфейсов. Предположим, что нам нужно реализовать интерфейс ICar для нового класса с именем MiniVan. По завершении ввода имени интерфейса (или при помещении указателя мыши на имя интерфейса в окне программного кода) вы обнаружите, что под первой буквой имени появился так называемый "смарт-тег". При щелчке на нем раскрывается список, предлагающий реализовать интерфейс явно или неявно (рис. 7.7).
Рис. 7.7. Реализация интерфейсов в Visual Studio 2005
После выбора нужной вам опции Visual Studio 2005 сгенерирует программный код заглушки (в рамках соответствующей именованной области программного кода), который вы затем можете изменить (обратите внимание на то, что по умолчанию реализация предлагает исключение System.Exception).
namespace IFaceHierarchy {
public class MiniVan: ICar {
public MiniVan() {}
#region ICar Members
public void Drive() {
new Exception("The method or operation is not implemented.");
}
#endregion
}
}
Теперь, после обсуждения специфики построения и реализации пользовательских интерфейсов, мы посвятим остаток главы рассмотрению встроенных интерфейсов, содержащихся в библиотеках базовых классов .NET.
Исходный код. Проект IFaceHierarchy размещен в подкаталоге, соответствующем главе 7.
Создание перечислимых типов (Enumerable и IEnumerator)
Чтобы перейти к иллюстрации процесса реализации существующих интерфейсов .NET, нужно выяснить роль IEnumerable и IEnumerator. Предположим, что у нас есть класс Garage (гараж), содержащий некоторый набор типов Car (см. главу б), хранимых в виде System.Array.
// Garage содержит набор объектов Car.
public class Garage {
private Car[] carArray;
// Начальное наполнение объектами Car.
public Garage() {
carArray = new Car[4];
carArray[0] = new Car("Rusty", 30);
carArray[1] = new Car("Clunker", 55);
carArray[2] = new Car("Zippy", 30);
carArray[3] = new Car("Fred", 30);
}
}
Было бы удобно выполнить проход по элементам, содержащимся в объекте Garage, используя конструкцию C# foreach.
// Это кажется разумным…
public class Program {
static void Main(string[] args) {
Garage carLot = new Garage();
// Для каждого объекта Car в коллекции?
foreach (Car c in carLot) {
Console.WriteLine("{0} имеет скорость {1} км/ч", с.PetName, с.CurrSpeed);)
}
}
Но, как это ни печально, компилятор сообщит вам, что класс Garage не реализует метод GetEnumerator(). Этот метод формально определен интерфейсом IEnumerable, находящимся в "недрах" пространства имен System.Collections. Объекты, поддерживающие соответствующий вариант поведения, декларируют, что они могут раскрыть содержащиеся в них элементы вызывающей стороне.
// Этот интерфейс информирует вызывающую сторону о том,
// что элементы объекта перечислимы.
public interface IEnumerable {
IEnumerator GetEnumerator();
}
Как видите, метод GetEnumerator() должен возвращать ссылку на другой интерфейс – интерфейс c именем System.Collections.IEnumerator. Этот интерфейс предлагает инфраструктуру, которая позволяет вызывающей стороне выполнить цикл по объектам, содержащимся в IEnumerable-совместимом контейнере.
// Этот интерфейс позволяет вызывающей стороне
// получить внутренние элементы контейнера.
public interface IEnumerator {
bool MoveNext(); // Сдвинуть на позицию вперед.
object Current { get;} // Прочитать (свойство только для чтения).
void Reset(); // Сдвинуть в начальную позицию.
}
Чтобы обеспечить поддержку указанных интерфейсов типом Garage, можно пойти по длинному пути реализации каждого метода вручную. Конечно, ничто не запрещает указать свои версии GetEnumerator(), MoveNext(), Current и Reset(), но есть и более простой путь. Поскольку тип System.Array, как и многие другие типы, уже реализован в IEnumerable и IEnumerator, вы можете просто делегировать запрос к System.Array, как показано ниже.
using System.Collections;
public class Garage: IEnumerable {
// В System.Array уже есть реализация IEnumerator!
private Car[] carArray;
public Cars() {
carArray = new Car[4];
carArray[0] = new Car("FeeFee", 200, 0);
carArray[l] = new Car("Clunker", 90, 0);
carArray[2] = new Car("Zippy, 30, 0);
carArray[3] = new Car("Fjred", 30, 0);}
