اندازه‌ی قلم متن
تخمین مدت زمان مطالعه‌ی مطلب:
شش دقیقه
اگر مطلب «تفاوت بین Interface و کلاس Abstract در چیست؟» را مطالعه کرده باشید، به این نتیجه می‌رسید که طراحی یک کتابخانه‌ی عمومی با اینترفیس‌ها، بسیار شکننده‌است. اگر عضو جدیدی را به یک اینترفیس عمومی اضافه کنیم، تمام پیاده سازی کننده‌های آن‌را از درجه‌ی اعتبار ساقط می‌کند و آن‌ها نیز باید این عضو را حتما پیاده سازی کنند تا برنامه‌ای که پیش از این به خوبی کار می‌کرده، باز هم بدون مشکل کامپایل شده و کار کند. هدف از ویژگی جدید «پیاده سازی‌های پیش‌فرض در اینترفیس‌ها» در C# 8.0، پایان دادن به این مشکل مهم است. با استفاده از این ویژگی جدید، می‌توان یک عضو جدید را با پیاده سازی پیش‌فرضی داخل خود اینترفیس قرار داد. به این ترتیب تمام برنامه‌هایی که از کتابخانه‌های عمومی شما استفاده می‌کنند، با به روز رسانی آن، به یکباره از کار نخواهند افتاد.
همچنین مزیت دیگر آن، انتقال ساده‌تر کدهای جاوا به سی‌شارپ است؛ از این لحاظ که ویژگی مشابهی در زبان جاوا تحت عنوان «Default Methods» سال‌ها است که وجود دارد.
یک مثال از ویژگی «پیاده سازی‌های پیش‌فرض در اینترفیس‌ها»
فرض کنید کتابخانه‌ی شما، اینترفیس ILogger را ارائه داده‌است و در برنامه‌ای دیگر، استفاده کننده، کلاس ConsoleLogger را بر مبنای آن پیاده سازی و استفاده کرده‌است.
مدتی بعد بر اساس نیازمندی‌های مشخصی به این نتیجه خواهید رسید که بهتر است overload دیگری را برای متد Log در اینترفیس ILogger، درنظر بگیریم. مشکلی که این تغییر به همراه دارد، کامپایل نشدن کلاس ConsoleLogger در یک برنامه‌ی ثالث است و این کلاس باید الزاما این overload جدید را پیاده سازی کند؛ در غیراینصورت قادر به کامپایل برنامه‌ی خود نخواهد شد. اکنون در C# 8.0 می‌توان برای این نوع تغییرات، در همان اینترفیس اصلی، یک پیاده سازی پیش‌فرض را نیز قرار داد:
به این ترتیب استفاده کنندگان از این اینترفیس، برای کامپایل برنامه‌ی خود به مشکلی برنخواهند خورد و اگر از این overload جدید استفاده کنند، از همان پیاده سازی پیش‌فرض آن بهره خواهند برد. بدیهی است هنوز هم پیاده سازی کننده‌های اینترفیس ILogger می‌توانند پیاده سازی‌های سفارشی خودشان را در مورد این overload جدید ارائه دهند. در این حالت از پیاده سازی پیش‌فرض صرفنظر خواهد شد.
ویژگی «پیاده سازی‌های پیش‌فرض در اینترفیس‌ها» چگونه پیاده سازی شده‌است؟
واقعیت این است که امکان پیاده سازی این ویژگی، سال‌ها است که در سطح کدهای IL دات نت وجود داشته (از زمان دات نت 2) و اکنون از طریق کدهای برنامه با بهبود کامپایلر آن، قابل دسترسی شده‌است.
تاثیر زمینه‌ی کاری بر روی دسترسی به پیاده سازی‌های پیش‌فرض
مثال زیر را درنظر بگیرید:
در اینجا اینترفیس IDeveloper، به همراه یک پیاده سازی پیش‌فرض است و بر این اساس، کلاس BackendDev پیاده سازی کننده‌ی آن، دیگر نیازی به پیاده سازی اجباری متد LearnNewLanguage ای که تنها یک رشته را می‌پذیرد، ندارد.
سؤال: به نظر شما اکنون کدامیک از کاربردهای زیر از کلاس BackendDev، کامپایل می‌شود و کدامیک خیر؟
پاسخ: فقط مورد اول. مورد دوم با خطای کامپایلر زیر مواجه خواهد شد:
به این معنا که اگر کلاس BackendDev را به خودی خود (دقیقا از نوع BackendDev) و بدون معرفی آن از نوع اینترفیس IDeveloper، بکار بگیریم، فقط همان متدهایی که داخل این کلاس تعریف شده‌اند، قابل دسترسی می‌باشند و نه متدهای پیش‌فرض تعریف شده‌ی در اینترفیس مشتق شده‌ی از آن.
ارث‌بری چندگانه چطور؟
احتمالا حدس زده‌اید که این قابلیت ممکن است ارث‌بری چندگانه را که در سی‌شارپ ممنوع است، میسر کند. تا C# 8.0، یک کلاس تنها از یک کلاس دیگر می‌تواند مشتق شود؛ اما این محدودیت در مورد اینترفیس‌ها وجود ندارد. به علاوه تاکنون اینترفیس‌ها مانند کلاس‌ها، امکان تعریف پیاده سازی خاصی را نداشتند و صرفا یک قرارداد بیشتر نبودند. بنابراین اکنون این سؤال مطرح می‌شود که آیا می‌توان با ارائه‌ی پیاده سازی پیش‌فرض متدها در اینترفیس‌ها، ارث‌بری چندگانه را در سی‌شارپ پیاده سازی کرد؛ مانند مثال زیر؟!
سؤال: کد فوق بدون مشکل کامپایل می‌شود. اما در فراخوانی زیر، دقیقا از کدام متد LearnNewLanguage استفاده خواهد شد؟ آیا پیاده سازی آن از IBackendDev فراهم می‌شود و یا از IFrontendDev؟
پاسخ: هیچکدام! برنامه با خطای زیر کامپایل نخواهد شد:
کامپایلر سی‌شارپ در این مورد خاص از قانونی به نام «the most specific override rule» استفاده می‌کند. یعنی اگر برای مثال در IFullStackDev متد LearnNewLanguage به صورت صریحی بازنویسی و تامین شد، آنگاه امکان استفاده‌ی از آن وجود خواهد داشت. یا حتی می‌توان این پیاده سازی را در کلاس Dev نیز ارائه داد و از نوع آن (بجای نوع اینترفیس) استفاده کرد.
تفاوت امکانات کلاس‌های Abstract با متدهای پیش‌فرض اینترفیس‌ها چیست؟
اینترفیس‌ها هنوز نمی‌توانند مانند کلاس‌ها، سازنده‌ای را تعریف کنند. نمی‌توانند متغیرها/فیلدهایی را در سطح اینترفیس داشته باشند. همچنین در اینترفیس‌ها همه‌چیز public است و امکان تعریف سطح دسترسی دیگری وجود ندارد.
بنابراین باید بخاطر داشت که هدف از تعریف اینترفیس‌ها، ارائه‌ی «یک رفتار» است و هدف از تعریف کلاس‌ها، ارائه «یک حالت».
یک نکته: در نگارش‌های پیش از C# 8.0 هم می‌توان ویژگی «متدهای پیش‌فرض» را شبیه سازی کرد
واقعیت این است که توسط ویژگی «متدهای الحاقی»، سال‌ها است که امکان افزودن «متدهای پیش‌فرضی» به اینترفیس‌ها در زبان سی‌شارپ وجود دارد:
و در این حالت هرچند به نظر اینترفیس IMyInterface دارای متدی نیست، اما فراخوانی زیر مجاز است:
همچنین مزیت دیگر آن، انتقال ساده‌تر کدهای جاوا به سی‌شارپ است؛ از این لحاظ که ویژگی مشابهی در زبان جاوا تحت عنوان «Default Methods» سال‌ها است که وجود دارد.
یک مثال از ویژگی «پیاده سازی‌های پیش‌فرض در اینترفیس‌ها»
interface ILogger
{
void Log(string message);
}
class ConsoleLogger : ILogger
{
public void Log(string message)
{
Console.WriteLine(message);
}
} مدتی بعد بر اساس نیازمندی‌های مشخصی به این نتیجه خواهید رسید که بهتر است overload دیگری را برای متد Log در اینترفیس ILogger، درنظر بگیریم. مشکلی که این تغییر به همراه دارد، کامپایل نشدن کلاس ConsoleLogger در یک برنامه‌ی ثالث است و این کلاس باید الزاما این overload جدید را پیاده سازی کند؛ در غیراینصورت قادر به کامپایل برنامه‌ی خود نخواهد شد. اکنون در C# 8.0 می‌توان برای این نوع تغییرات، در همان اینترفیس اصلی، یک پیاده سازی پیش‌فرض را نیز قرار داد:
interface ILogger
{
void Log(string message);
void Log(Exception exception) => Console.WriteLine(exception);
} ویژگی «پیاده سازی‌های پیش‌فرض در اینترفیس‌ها» چگونه پیاده سازی شده‌است؟
واقعیت این است که امکان پیاده سازی این ویژگی، سال‌ها است که در سطح کدهای IL دات نت وجود داشته (از زمان دات نت 2) و اکنون از طریق کدهای برنامه با بهبود کامپایلر آن، قابل دسترسی شده‌است.
تاثیر زمینه‌ی کاری بر روی دسترسی به پیاده سازی‌های پیش‌فرض
مثال زیر را درنظر بگیرید:
interface IDeveloper
{
void LearnNewLanguage(string language, DateTime dueDate);
void LearnNewLanguage(string language)
{
// default implementation
LearnNewLanguage(language, DateTime.Now.AddMonths(6));
}
}
class BackendDev : IDeveloper // compiles OK
{
public void LearnNewLanguage(string language, DateTime dueDate)
{
// Learning new language...
}
} سؤال: به نظر شما اکنون کدامیک از کاربردهای زیر از کلاس BackendDev، کامپایل می‌شود و کدامیک خیر؟
IDeveloper dev1 = new BackendDev();
dev1.LearnNewLanguage("Rust");
var dev2 = new BackendDev();
dev2.LearnNewLanguage("Rust");
There is no argument given that corresponds to the required formal parameter 'dueDate' of 'BackendDev.LearnNewLanguage(string, DateTime)' (CS7036) [ConsoleApp]
ارث‌بری چندگانه چطور؟
احتمالا حدس زده‌اید که این قابلیت ممکن است ارث‌بری چندگانه را که در سی‌شارپ ممنوع است، میسر کند. تا C# 8.0، یک کلاس تنها از یک کلاس دیگر می‌تواند مشتق شود؛ اما این محدودیت در مورد اینترفیس‌ها وجود ندارد. به علاوه تاکنون اینترفیس‌ها مانند کلاس‌ها، امکان تعریف پیاده سازی خاصی را نداشتند و صرفا یک قرارداد بیشتر نبودند. بنابراین اکنون این سؤال مطرح می‌شود که آیا می‌توان با ارائه‌ی پیاده سازی پیش‌فرض متدها در اینترفیس‌ها، ارث‌بری چندگانه را در سی‌شارپ پیاده سازی کرد؛ مانند مثال زیر؟!
using System;
namespace ConsoleApp
{
public interface IDev
{
void LearnNewLanguage(string language) => Console.Write($"Learning {language} in a default way.");
}
public interface IBackendDev : IDev
{
void LearnNewLanguage(string language) => Console.Write($"Learning {language} in a backend way.");
}
public interface IFrontendDev : IDev
{
void LearnNewLanguage(string language) => Console.Write($"Learning {language} in a frontend way.");
}
public interface IFullStackDev : IBackendDev, IFrontendDev { }
public class Dev : IFullStackDev { }
} IFullStackDev dev = new Dev();
dev.LearnNewLanguage("TypeScript"); The call is ambiguous between the following methods or properties: 'IBackendDev.LearnNewLanguage(string)' and 'IFrontendDev.LearnNewLanguage(string)' (CS0121)
تفاوت امکانات کلاس‌های Abstract با متدهای پیش‌فرض اینترفیس‌ها چیست؟
اینترفیس‌ها هنوز نمی‌توانند مانند کلاس‌ها، سازنده‌ای را تعریف کنند. نمی‌توانند متغیرها/فیلدهایی را در سطح اینترفیس داشته باشند. همچنین در اینترفیس‌ها همه‌چیز public است و امکان تعریف سطح دسترسی دیگری وجود ندارد.
بنابراین باید بخاطر داشت که هدف از تعریف اینترفیس‌ها، ارائه‌ی «یک رفتار» است و هدف از تعریف کلاس‌ها، ارائه «یک حالت».
یک نکته: در نگارش‌های پیش از C# 8.0 هم می‌توان ویژگی «متدهای پیش‌فرض» را شبیه سازی کرد
واقعیت این است که توسط ویژگی «متدهای الحاقی»، سال‌ها است که امکان افزودن «متدهای پیش‌فرضی» به اینترفیس‌ها در زبان سی‌شارپ وجود دارد:
namespace MyNamespace
{
public interface IMyInterface
{
IList<int> Values { get; set; }
}
public static class MyInterfaceExtensions
{
public static int CountGreaterThan(this IMyInterface myInterface, int threshold)
{
return myInterface.Values?.Where(p => p > threshold).Count() ?? 0;
}
}
} var myImplementation = new MyInterfaceImplementation(); // Note that there's no typecast to IMyInterface required var countGreaterThanFive = myImplementation.CountGreaterThan(5);