接口 (资讯科技)
关于与“接口 (信息技术)”标题相近或相同的条目，请见“接口”。| “interface”的各地常用译名 | |
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| 中国大陆 | 界面、接口 |
| 台湾 | 介面 |
| 港澳 | 界面、介面 |
接口（英语：interface），又译介面，是泛指实体把自己提供给外界的一种抽象化物（可以为另一实体），用以由内部操作分离出外部沟通方法，使其能被修改内部而不影响外界其他实体与其交互的方式，就如面向对象编程提供的多重抽象化。
接口是两实体交换资料的介质，交换资料的实体可以是软件、电脑硬件、外部装置、人等等[1]。有些接口（例如触摸屏）是双向的，可以发送资讯，同时接收资讯，有些接口（例如滑鼠或喇叭）则是单向的，只能发送或接收资讯[2]。人类与电脑等资讯机器或人类与程序之间的接口称为用户界面。电脑等资讯机器硬件组件间的接口叫硬件接口。电脑等资讯机器软件组件间的接口叫软件接口。
接口可能也提供某种意义上的在讲不同语言的实体之间的翻译，诸如人类与电脑之间。因为接口是一种间接手段，所以相比起直接沟通，会引致些额外负担。
硬件接口
[编辑]硬件接口为电脑等的资讯机器的硬件之间通信时的物理连接器形状、发送接收信号的方法（协议）等等的规格。主要可分为并行链接的和位元序列链接的。序列链接者相比起并行链接者，多得多使用同一电线作为信号控制线和电源供应线。个人电脑领域，因并行链接向更高传输速度的发展遇到瓶项，而在向各接口的序列链接方式迁移（参看总线）。
软件接口
[编辑]软件接口可能会指不同层次上的各种接口：操作系统和硬件之间会有接口、电脑上运行的应用程式或电脑程序需要有接口来处理字符串流、过滤器及管道[3]、在面向对象程式设计中，应用程式中的物件会透过方法来和外面交互，这也是一种接口[4]。而软件间通讯时传递消息（message）的规格、进程间通信或电脑网络也都有接口的特性。
软件实务上
[编辑]在程式设计时的一个基本原则是：所有的资源默认都是不允许直接存取的，只允许透过有良好定义的接口来存取[5]。软件接口提供可以存取电脑系统中资源（例如存储器、CPU、存储装置）的方式。若软件没有透过界面存取资源，而是直接存取相关资源，对机能以及稳定性都会造成不良的（而且可能是灾难性的）后果[来源请求]
软件模块中的接口会提供常量、数据类型、子程序的类型、异常处理规格、以及类型特征。有时接口中也会定义公共变量[6]。
软件模块A的接口会刻意的和模块的实现分开定义。模块的实现会包括要有关接口的模块以及接口的实际代码，也包括模块中的私有程序及方法。另一个软件模块 B，假设是软件模块A的客户端，需通过公开提供的接口才能存取软件模块A。这样安排在实务的好处是：若将软件模块A的实现方式改成其他方式，但接口不变，软件模块B仍然可以存取软件模块A，软件模块A实现接口的作法不会影响B，这就是关注点分离，只关注接口的规格（也可以引用里氏替换原则）[来源请求]。
面向对象语言中的接口
[编辑]在一些面向对象程式设计语言中（特别是没有完整多重继承的语言），会用“接口”来定义没有资料，只有方法的抽象资料类型，以此为方法的签名（signatures）。任一个具有程序及资料的类 (电脑科学)，只要有“接口”中所有的方法，就是“实现”此一接口[7]。而且，就算在单一继承语言中，也可以实现多个接口，因此可以同时“符合”多种类型[8]。
接口是数据类型的定义：物件可以改变其类型（例如子程序或方法调用中），方式是用其所实现的接口或基底类，而不是直接列出具体的类。因此所有实现这个接口的类都可以使用[来源请求]。例如在最终实现之前，可以用虚设代码来让软件开发得以进行。另外，在测试驱动开发中，可以在测试过程中用mock物件来取代实际的物件，这类的桩实现会在后续开发中，再改为真正实现的代码。
一般而言，接口中的方法没有实际的代码，因此无法执行。若要执行，需要由非抽象的类别实现其接口，让方法有实际的代码，才能执行[来源请求]。例如一种称为Stack的接口需要支持两种方法：push() and pop()。可以用不同的方式来实现，例如FastStack及GenericStack，第一个可能是快速的，其数据结构是固定长度的，第二个的数据结构其长度可以调整，不过速度较慢。
接口可能会包括许多方法，不过也有可能只有一种方法，甚至完全没有方法。例如Java语言定义了接口Readable，只有一个read()方法：会因为不同的用途而有许多不同的实现，例如BufferedReader、FileReader、InputStreamReader、PipedReader及StringReader。像是Serializable等标记接口完全没有方法，是在通用处理时，用反射来提供运行时资讯[9]。
接口上的程式设计
[编辑]接口的使用也可以形成一种称为“接口上的程式设计”（programming to the interface）的程式设计风格。此作法背后的概念是将程序的逻辑以其物件的接口来呈现，而不是内部实现的细节。接口上的程式设计可以减少和实现相关的相依性，也提高程序的复用性[10]。
控制反转是将上述概念推到极致后的一种设计原则。
用户界面
[编辑]用户界面是指人类与机器、装置、计算机程序或其他复杂工具交互的中介物的聚合。常用于电脑系统和电子装置文脉。有时也会将机械系统、交通工具或工业装置的用户界面称为人机界面（Human-Machine Interface ，缩写为 HMI）。
参看
[编辑]- 总线 (数据)
- 接口卡
- 网络接口
- 通讯协议
- 抽象倒置
- 应用二进制接口（ABI）
- 应用程序接口（API）
- 商业互操作接口
- 硬盘驱动器接口
- 实现 (电脑科学)
- 继承 (电脑科学)
- 模块化编程
- 基于组件的软件工程
- 虚继承
参考资料
[编辑]- ^ Hookway, B. Chapter 1: The Subject of the Interface. Interface. MIT Press. 2014: 1–58 [2020-09-24]. ISBN 9780262525503. （原始内容存档于2020-07-29）.
- ^ IEEE 100 - The Authoritative Dictionary Of IEEE Standards Terms. NYC, NY, USA: IEEE Press: 574–575. 2000. ISBN 9780738126012.
- ^ Buyya, R. Mastering Cloud Computing. Tata McGraw-Hill Education. 2013: 2.13 [2020-09-24]. ISBN 9781259029950. （原始内容存档于2020-07-29）.
- ^ Poo, D.; Kiong, D.; Ashok, S. Chapter 2: Object, Class, Message and Method. Object-Oriented Programming and Java. Springer-Verlag. 2008: 7–15. ISBN 9781846289637.
- ^ Bill Venners. Leading-Edge Java: Design Principles from Design Patterns: Program to an interface, not an implementation - A Conversation with Erich Gamma, Part III. http://www.artima.com/index.jsp: artima developer. 2005-06-06 [2011-08-03]. （原始内容存档于2011-08-05）.
Once you depend on interfaces only, you're decoupled from the implementation. That means the implementation can vary, and that is a healthy dependency relationship. For example, for testing purposes you can replace a heavy database implementation with a lighter-weight mock implementation. Fortunately, with today's refactoring support you no longer have to come up with an interface up front. You can distill an interface from a concrete class once you have the full insights into a problem. The intended interface is just one 'extract interface' refactoring away. ...
- ^ Patterson, D.A.; Hennessy, J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface 3rd. Elsevier. : 656. ISBN 9780080502571.
- ^ What Is an Interface. The Java Tutorials. Oracle. [2012-05-01]. （原始内容存档于2012-04-12）.
- ^ Interfaces. The Java Tutorials. Oracle. [2012-05-01]. （原始内容存档于2012-05-26）.
- ^ Performance improvement techniques in Serialization. http://www.precisejava.com/: Precise Java. [2011-08-04]. （原始内容存档于2011-08-24）.
We will talk initially about Serializable interface. This is a marker interface and does not have any methods.
- ^ Gamma; Helm; Johnson; Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison Wesley. 1995: 17–18.
