对应面向接口编程的理解

问题的提出

　　定义：现在我们要开发一个应用，模拟移动存储设备的读写，即计算机与U盘、MP3、移动硬盘等设备进行数据交换。
　　上下文（环境）：已知要实现U盘、MP3播放器、移动硬盘三种移动存储设备，要求计算机能同这三种设备进行数据交换，并且以后可能会有新的第三方的移动存储设备，所以计算机必须有扩展性，能与目前未知而以后可能会出现的存储设备进行数据交换。各个存储设备间读、写的实现方法不同，U盘和移动硬盘只有这两个方法，MP3Player还有一个PlayMusic方法。

解决方案列举

　　方案一：分别定义FlashDisk、MP3Player、MobileHardDisk三个类，实现各自的Read和Write方法。然后在Computer类中实例化上述三个类，为每个类分别写读、写方法。例如，为FlashDisk写ReadFromFlashDisk、WriteToFlashDisk两个方法。总共六个方法。
　　方案二：定义抽象类MobileStorage，在里面写虚方法Read和Write，三个存储设备继承此抽象类，并重写Read和Write方法。Computer类中包含一个类型为MobileStorage的成员变量，并为其编写get/set器，这样Computer中只需要两个方法：ReadData和WriteData，并通过多态性实现不同移动设备的读写。
　　方案三：与方案二基本相同，只是不定义抽象类，而是定义接口IMobileStorage，移动存储器类实现此接口。Computer中通过依赖接口IMobileStorage实现多态性。
　　方案四：定义接口IReadable和IWritable，两个接口分别只包含Read和Write，然后定义接口IMobileStorage接口继承自IReadable和IWritable，剩下的实现与方案三相同。

首先，方案一最直白，实现起来最简单，但是它有一个致命的弱点：可扩展性差。或者说，不符合“开放-关闭原则”（注：意为对扩展开放，对修改关闭）。当将来有了第三方扩展移动存储设备时，必须对Computer进行修改。这就如在一个真实的计算机上，为每一种移动存储设备实现一个不同的插口、并分别有各自的驱动程序。当有了一种新的移动存储设备后，我们就要将计算机大卸八块，然后增加一个新的插口，在编写一套针对此新设备的驱动程序。这种设计显然不可取。

　　此方案的另一个缺点在于，冗余代码多。如果有100种移动存储，那我们的Computer中岂不是要至少写200个方法，这是不能接受的！

　　我们再来看方案二和方案三，之所以将这两个方案放在一起讨论，是因为他们基本是一个方案（从思想层面上来说），只不过实现手段不同，一个是使用了抽象类，一个是使用了接口，而且最终达到的目的应该是一样的。

　　我们先来评价这种方案：首先它解决了代码冗余的问题，因为可以动态替换移动设备，并且都实现了共同的接口，所以不管有多少种移动设备，只要一个Read方法和一个Write方法，多态性就帮我们解决问题了。而对第一个问题，由于可以运行时动态替换，而不必将移动存储类硬编码在Computer中，所以有了新的第三方设备，完全可以替换进去运行。这就是所谓的“依赖接口，而不是依赖与具体类”，不信你看看，Computer类只有一个MobileStorage类型或IMobileStorage类型的成员变量，至于这个变量具体是什么类型，它并不知道，这取决于我们在运行时给这个变量的赋值。如此一来，Computer和移动存储器类的耦合度大大下降。

　　那么这里该选抽象类还是接口呢？看动机。这里，我们的动机显然是实现多态性而不是为了代码复用，所以当然要用接口。

　　最后我们再来看一看方案四，它和方案三很类似，只是将“可读”和“可写”两个规则分别抽象成了接口，然后让IMobileStorage再继承它们。这样做，显然进一步提高了灵活性，但是，这有没有设计过度的嫌疑呢？我的观点是：这要看具体情况。如果我们的应用中可能会出现一些类，这些类只实现读方法或只实现写方法，如只读光盘，那么这样做也是可以的。如果我们知道以后出现的东西都是能读又能写的，那这两个接口就没有必要了。其实如果将只读设备的Write方法留空或抛出异常，也可以不要这两个接口。总之一句话：理论是死的，人是活的，一切从现实需要来，防止设计不足，也要防止设计过度。

　　在这里，我们姑且认为以后的移动存储都是能读又能写的，所以我们选方案三。

　　首先编写IMobileStorage接口：

namespace InterfaceExample
{
    public interface IMobileStorage
    {
        void Read();//从自身读数据
        void Write();//将数据写入自身
    }
}

　　代码比较简单，只有两个方法，没什么好说的，接下来是三个移动存储设备的具体实现代码：

　　U盘

namespace InterfaceExample
{
    public class FlashDisk : IMobileStorage
    {
        public void Read()
        {
            Console.WriteLine("Reading from FlashDisk……");
            Console.WriteLine("Read finished!");
        }
        public void Write()
        {
            Console.WriteLine("Writing to FlashDisk……");
            Console.WriteLine("Write finished!");
        }
    }
}

　　MP3

namespace InterfaceExample
{
    public class MP3Player : IMobileStorage
    {
        public void Read()
        {
            Console.WriteLine("Reading from MP3Player……");
            Console.WriteLine("Read finished!");
        }
        public void Write()
        {
            Console.WriteLine("Writing to MP3Player……");
            Console.WriteLine("Write finished!");
        }
        public void PlayMusic()
        {
            Console.WriteLine("Music is playing……");
        }
    }
}

　　移动硬盘

namespace InterfaceExample
{
    public class MobileHardDisk : IMobileStorage
    {
        public void Read()
        {
            Console.WriteLine("Reading from MobileHardDisk……");
            Console.WriteLine("Read finished!");
        }
        public void Write()
        {
            Console.WriteLine("Writing to MobileHardDisk……");
            Console.WriteLine("Write finished!");
        }
    }
}

　　可以看到，它们都实现了IMobileStorage接口，并重写了各自不同的Read和Write方法。下面，我们来写Computer：

namespace InterfaceExample
{
    public class Computer
    {
        private IMobileStorage _usbDrive;
        public IMobileStorage UsbDrive
        {
            get
            {
                return this._usbDrive;
            }
            set
            {
                this._usbDrive = value;
            }
        }
        public Computer()
        {
        }
        public Computer(IMobileStorage usbDrive)
        {
            this.UsbDrive = usbDrive;
        }
        public void ReadData()
        {
            this._usbDrive.Read();
        }
        public void WriteData()
        {
            this._usbDrive.Write();
        }
    }
}

如此一个面向接口的读写设备就完成了。但是对于以前的没有通过 IMobileStorage实现的程序或者是外来不知道IMobileStorage接口的设备怎么办呢？直接该以前的程序或者外来设备不合适，这里就可以用到“适配器”模式来解决问题。适配器模式（具体的设计模式参照之前的设计模式的文章）存在就是为了将两个不合适的接口通过适配器兼容起来可以一起工作。

实现如下：

    public class Adapter : IMobileStorage
    {
        private OtherStorge _otherStorage;//OtherStorge对象是不满足当前接口的外在对象或接口
        public OtherStorge OtherStorage
        {
            get
            {
                return this._otherStorage;
            }
            set
            {
                this._otherStorage = value;
            }
        }
        public void Read()
        {
            this._otherStorage.rd();/<span style="font-family: verdana, Arial, Helvetica, sans-serif;">/不满足接口设备的读操作</span>
        }
        public void Write()
        {
            this._otherStorage.wt();//不满足接口设备的写操作
        }
    }

调用如下：

static void Main(string[] args)
        {
            Computer computer = new Computer();
            SuperStorageAdapter superStorageAdapter = new SuperStorageAdapter();
            SuperStorage superStorage = new SuperStorage();
            superStorageAdapter.SuperStorage = superStorage;
            Console.WriteLine("Now,I am testing the new super storage with adapter:");
            computer.UsbDrive = superStorageAdapter;
            computer.ReadData();
            computer.WriteData();
            Console.ReadLine();
        }