C# 介面基礎：契約定義、隱式實作與多型替換

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介面核心特性速覽

僅宣告成員簽章，不包含實作（C# 8.0 前）
不能實例化，不能包含欄位、建構函式、解構函式
成員隱含 public，不得加存取修飾詞
可包含：方法、屬性、事件、索引子
類別、結構、介面皆可實作/繼承多個介面
實作類別必須實現所有成員（除非為抽象類別）
實作成員必須是 public、非 static

入門範例

using System;

interface ICalculator {
    int Square(int x);
}

class Calculator : ICalculator {
    public int Square(int x) => x * x;
}

class Program {
    static void Main() {
        Calculator calc = new Calculator();
        Console.WriteLine(calc.Square(3)); // 9

        // 多型：介面參考指向具象實例
        ICalculator iface = new Calculator();
        Console.WriteLine(iface.Square(3)); // 9

        Console.ReadKey();
    }
}

介面 vs 抽象類別：快速選擇

情境	建議
需要共用欄位/建構函式/私有方法	抽象類別
定義能力契約，跨越不同繼承體系	介面
單一繼承限制下需混入多種行為	介面
版本演進需保持二進位相容	抽象類別（或 C# 8.0+ 介面預設實作）
結構體需支援多型	介面（結構不可繼承類別）

介面繼承與菱形問題

interface IA { void M(); }
interface IB : IA { void N(); }
interface IC : IA { void P(); }
interface ID : IB, IC { void Q(); } // IA 只出現一次，無菱形衝突

class Impl : ID {
    public void M() { }
    public void N() { }
    public void P() { }
    public void Q() { }
}

C# 介面繼承僅合併成員簽章，不涉及實作，因此不存在菱形繼承問題。

實務命名慣例

介面名以 I 開頭：IRepository、IDisposable
形容詞尾綴：IEnumerable、IComparable、ISerializable
避免 Interface 後綴（如 RepositoryInterface）

測試友善設計


// 生產程式碼
public class OrderService {
    private readonly IOrderRepository _repo;
    public OrderService(IOrderRepository repo) => _repo = repo; // 建構函式注入
    public Order GetOrder(int id) => _repo.GetById(id);
}

// 單元測試
[Test]
public void GetOrder_ReturnsOrder_WhenExists() {
    var mockRepo = new Mock();
    mockRepo.Setup(r => r.GetById(1)).Returns(new Order { Id = 1 });
    var svc = new OrderService(mockRepo.Object);
    var order = svc.GetOrder(1);
    Assert.AreEqual(1, order.Id);
}

介面是單元測試與 Mock 框架運作的基石，務必對依賴抽象而非具象。