C#区分接口实现与虚函数重载

本文的英文标题为“Distinguish Between Implementing Interfaces and Overriding Virtual Functions”，但是文章的内容主要涉及的是如何在多层继承中使用接口，因此觉得文章标题和内容有些不符（也许我水平比较低，无法真正理解文章的内容）。

众所周知，在一个类中对接口所定义方法的实现，默认是不会加上“virtual”关键字的。
一般的形式如下。
[align=left] interface IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] void Message();[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] public class MyClass:IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] #region IMsg Members[/align]
[align=left] public void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] // TODO: Add MyClass.Message implementation[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] #endregion[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] }[/align]

因此，那么如果一个类型继承了实现接口的类型，默认的情况下是无法重载接口所定义的方法。不过在子类中虽说可以用“new”关键字覆盖父类的方法，但是这并不能代替接口所定义的方法，例如：
[align=left] public class MyDerivedClass:MyClass[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] public new void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyDerivedClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] //Only for test[/align]
[align=left] MyDerivedClass d = new MyDerivedClass();[/align]
[align=left] d.Message();// Prints “MyDerivedClass”[/align]
[align=left] IMsg m = d as IMsg;[/align]
[align=left] m.Message();// Prints “MyClass”[/align]

很明显，这样的写法并不能达到我们真正想要的目的。那么如何在多层继承中，能使接口实现局部化，简单说，就是在不同的类型中有不同的实现方法。一般来说，需要在原有的基础上进行转化，通常有四种解决方法。
第一种方法，在子类中增加接口标识，这样就可以名正言顺实现接口定义的方法。例如如上的改写。
[align=left] public class MyDerivedClass:MyClass, IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] public new void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyDerivedClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]

那么如上改写，对于前一部分测试代码来说，运行正确；但是这样的实现会存在潜在的Bug，例如：
[align=left] //Only for test[/align]
[align=left] MyDerivedClass d = new MyDerivedClass();[/align]
[align=left] d.Message();//Print "MyDerivedClass"[/align]
[align=left] IMsg m = d as IMsg;[/align]
[align=left] m.Message();//Print "MyDerivedClass"[/align]
[align=left] MyClass b = d;[/align]
[align=left] b.Message();//Print "MyClass"[/align]

也就是说，这样方法可以解决接口在多层继承中的问题，但是处理得不完美。相对于这种方法，另外三种方法要好很多，但是这三种方法都牵扯到虚函数。

首先介绍的，也是最简单的，就是在实现的时候，给接口定义的函数增加“virtual”标识。例如：
[align=left] public class MyClass:IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] #region IMsg Members[/align]
[align=left] public virtual void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] // TODO: Add MyClass.Message implementation[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] #endregion[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] public class MyDerivedClass:MyClass[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] public override void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyDerivedClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]

不过，我觉得这个方法有些投机，或者从某种意义上说，已经变更了接口定义。

那么接下来介绍的，就是用抽象类进行重新封装。例如：
[align=left] public abstract class MyClass:IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] #region IMsg Members[/align]
[align=left] public abstract void Message();[/align]
[align=left] #endregion[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] }[/align]

这种方法相对前面的一种方法来说，是比较正规的，但是给人一种多此一举的感觉，除非为了后期能提供IMsg接口转换，否则直接用如下的方式会更好。
[align=left] public abstract class MyClass[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] public abstract void Message();[/align]
[align=left] }[/align]

最后一种实现，也是我比较喜欢的一种，类似于以前文章中提到的IDisposable实现方法，那么对于这个例子，可以如下改写。
[align=left] public class MyClass:IMsg[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] #region IMsg Members[/align]
[align=left] public void Message()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] // TODO: Add MyClass.Message implementation[/align]
[align=left] ShowMessage();[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] #endregion[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] protected virtual void ShowMessage()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] public class MyDerivedClass:MyClass[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] protected override void ShowMessage()[/align]
[align=left] {[/align]
[align=left] Debug.WriteLine( "MyDerivedClass" );[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]

这样的改写，既保留接口的完整性，同时代码比较直观，接口实现是接口实现，虚函数重载是虚函数重载，两者是分离的。不过相对于前两个虚函数实现方法，这一个方法需要编写的代码要相对多一些，效率略低（因为调用接口方法需要调用两个函数）。

接口只是声明方法和属性，方法的一些标识并没有特殊限制，因此在实现的时候可以增加一些标识，除了“virtual”外，还有“abstract”和“sealed”。