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C# 基础教程

C# 高级教程

C# 面向オブジェクト(OOP)

C# インターフェース(Interface)

人間の世界では、2人以上の人々の間の契約は、契約に従うことを約束します。同様に、インターフェースには関連する機能の宣言が含まれています。インターフェースを実装する実体は、宣言された機能の実装を提供する必要があります。

C# では、interface キーワードを使用してインターフェースを定義できます。インターフェースには、メソッド、プロパティ、インデクサーやイベントの宣言が含まれますが、フィールドや自動実装のプロパティは含まれません。

以下のインターフェースはファイル操作の基本的な機能を宣言しています。

interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
　　　　void WriteFile(string text);
}

アクセス修飾子はインターフェースメンバーに適用できません。デフォルトでは、すべてのメンバーがパブリックです。インターフェースでアクセス修飾子を使用すると、C# コンパイラは「修飾子 'public'」というコンパイル時エラーを出力します。/private/protected' はこのアイテムに対して有効ではありません。（Visual Studio は即座にエラーを表示し、コンパイルを行いません。）

interface IFile
{
　　　　protected void ReadFile();　//コンパイル時エラー
　　　　private void WriteFile(string text);//コンパイル時エラー
}

インターフェースは宣言のみを含むことができ、実装を含むことはできません。以下はコンパイル時エラーを引き起こします。

interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
　　　　void WriteFile(string text){
　　　　　　　　Console.Write(text);　　//エラー：メソッドの実装ができません
　　　　}
}

インターフェースの実装

クラスまたはStructは、コロン（:）を使用して1つまたは複数のインターフェースを実装できます。 　

構文： 

<Class　or　Struct　Name>　:　<Interface　Name>

例えば、以下のクラスはIFileインターフェースを暗黙的に実装しています。

interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
　　　　void WriteFile(string text);
}
class FileInfo : IFile
{
　　　　public void ReadFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("Reading File")
　　　　}
　　　　public void WriteFile(string text)
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("ファイルに書き込み中");
　　　　}
}

上記の例では、FileInfoクラスがIFileインターフェースを実装しています。それによりpublicアクセス修飾子でIFileインターフェースのすべてのメンバーを定義しています。FileInfoクラスはインターフェースメンバー以外のメンバーも含むことができます。

インターフェースメンバーはpublic修飾子で実装する必要があります；そうしないとコンパイラがコンパイル時エラーを出します。

以下のように、このクラスのオブジェクトを作成し、インターフェースの変数に割り当てることができます。

public class Program
{
　　　　public static void Main()
　　　　{
　　　　　　　　IFile file1　= new FileInfo();
　　　　　　　　FileInfo file2　= new FileInfo();
　　　　　　　　file1.ReadFile();　
　　　　　　　　file1.WriteFile("content");　
　　　　　　　　file2.ReadFile();　
　　　　　　　　file2.WriteFile("content");　
　　　　}
}

上記では、FileInfoクラスのオブジェクトを作成し、それをIFile型の変数とFileInfo型の変数に割り当てました。インターフェースが暗黙的に実装されている場合、IFile型の変数およびFileInfo型の変数を使用してIFileメンバーにアクセスできます。

明示的な実装

インターフェースは<InterfaceName>.<MemberName>を使用して明示的に実装できます。クラスが複数のインターフェースを実装している場合、明示的な実装は便利です；したがって、読みやすく混乱を避けることができます。インターフェースに同じメソッド名がある場合も便利です。

以下を public 修飾子は明示的な実装と一緒に使用されます。それによりコンパイル時エラーが発生します。
interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
　　　　void WriteFile(string text);
}
　　　　
class FileInfo : IFile
{
　　　　void IFile.ReadFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("Reading File")
　　　　}
　　　　void IFile.WriteFile(string text)
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("ファイルに書き込み中");
　　　　}
}

インターフェースを実装する際には、インターフェースのインスタンスのみを通じてインターフェースのメンバーにアクセスできます。

interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
　　　　void WriteFile(string text);
}
class FileInfo : IFile
{
　　　　void IFile.ReadFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("Reading File")
　　　　}
　　　　void IFile.WriteFile(string text)
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("ファイルに書き込み中");
　　　　}
　　　　public void Search(string text)
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("ファイル内で検索中");
　　　　}
}
public class Program
{
　　　　public static void Main()
　　　　{
　　　　　　　　IFile file1　= new FileInfo();
　　　　　　　　FileInfo file2　= new FileInfo();
　　　　　　　　file1.ReadFile();　
　　　　　　　　file1.WriteFile("content");　
　　　　　　　　//file1.Search("検索するテキスト")//コンパイル時エラー　
　　　　　　　　
　　　　　　　　file2.Search("検索するテキスト");
　　　　　　　　//file2.ReadFile();　//コンパイル時エラー　
　　　　　　　　//file2.WriteFile("content");　//コンパイル時エラー　
　　　　}
}

上記の例では、file1オブジェクトがアクセスできるメンバーIFile、およびfile2FileInfoクラスのメンバーにアクセスできます。これは明示的な実装の限界です。

複数のインターフェースの実装

クラスや構造体は複数のインターフェースを実装できます。すべてのインターフェースのすべてのメンバーを実装する必要があります。

interface IFile
{
　　　　void ReadFile();
}
interface IBinaryFile
{
　　　　void OpenBinaryFile();
　　　　void ReadFile();
}
class FileInfo : IFile, IBinaryFile
{
　　　　void IFile.ReadFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("テキストファイルを読み取り中");
　　　　}
　　　　void IBinaryFile.OpenBinaryFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("バイナリファイルをオープン中");
　　　　}
　　　　void IBinaryFile.ReadFile()
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("バイナリファイルを読み取り中");
　　　　}
　　　　public void Search(string text)
　　　　{
　　　　　　　　Console.WriteLine("ファイル内で検索中");
　　　　}
}
public class Program
{
　　　　public static void Main()
　　　　{
　　　　　　　　IFile file1　= new FileInfo();
　　　　　　　　IBinaryFile file2　= new FileInfo();
　　　　　　　　FileInfo file3　= new FileInfo();
　　　　　　　　file1.ReadFile();　
　　　　　　　　//file1.OpenBinaryFile();　//コンパイル時エラー　
　　　　　　　　//file1.SearchFile("検索するテキスト");　//コンパイル時エラー　
　　　　　　　　
　　　　　　　　file2.OpenBinaryFile();
　　　　　　　　file2.ReadFile();
　　　　　　　　//file2.SearchFile("検索するテキスト");　//コンパイル時エラー　
　　　　
　　　　　　　　file3.Search("検索するテキスト");
　　　　　　　　//file3.ReadFile();　//コンパイル時エラー　
　　　　　　　　//file3.OpenBinaryFile();　//コンパイル時エラー　
　　　　}
}

上記、FileInfoはIFileおよびIBinaryFileの2つのインターフェースを明示的に実装しています。インターフェースを複数実装する場合、明示的に実装することで混乱を避け、可読性を向上させることを推奨します。

覚えておくべきポイント：

  1. インターフェースにはメソッド、属性、インデックス、イベントの宣言を含むことができます。

  2. インターフェースにはプライベートメンバー、プロテクテッドメンバー、内部メンバーを含むことができません。デフォルトでは、すべてのメンバーが公開されます。

  3. インターフェースにはフィールドや自動実装の属性を含むことができません。

  4. クラスや構造体は、インターフェースを実装する際に、public修飾子を使用して暗黙的な実装を行います。明示的な実装の場合は、それを使用しないでください。

  5. インターフェースを実装するには、InterfaceName. MemberName を明示的に使用します。

  6. 一つのインターフェースは、一つまたは複数のインターフェースを継承できます。

C# FileInfoC# クラス(Class)