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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互动的方式,就如物件导向程式设计提供的多重抽象化

事实速览 “interface”的各地常用译名, 中国大陆 ...
“interface”的各地常用译名
中国大陆界面、接口
台湾介面
港澳界面、介面
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介面是两实体交换资料的媒介,交换资料的实体可以是软体电脑硬体外部设备、人等等[1]。有些介面(例如触控式萤幕)是双向的,可以传送资讯,同时接收资讯,有些介面(例如滑鼠或喇叭)则是单向的,只能传送或接收资讯[2]。人类与电脑等资讯机器或人类与程式之间的介面称为使用者介面。电脑等资讯机器硬体元件间的介面叫硬体介面。电脑等资讯机器软体元件间的介面叫软体介面。

介面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。因为介面是一种间接手段,所以相比起直接沟通,会引致些额外负担。

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硬体介面

硬体介面为电脑等的资讯机器的硬体之间通信时的物理连接器形状、传送接收信号的方法(协定)等等的规格。主要可分为并列连结的和位元序列连结的。序列连结者相比起并列连结者,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,因并列连结向更高传输速度的发展遇到瓶项,而在向各介面的序列连结方式迁移(参看汇流排)。

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软体介面

软体介面可能会指不同层次上的各种介面:作业系统和硬体之间会有介面、电脑上运行的应用程序计算机程序需要有介面来处理字串流过滤器英语Filter (software)管道[3]、在面向对象程序设计中,应用程式中的物件会透过方法来和外面互动,这也是一种介面[4]。而软体间通讯时传递消息(message)的规格、行程间通讯电脑网路也都有介面的特性。

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软体实务上

在程式设计时的一个基本原则是:所有的资源预设都是不允许直接存取的,只允许透过有良好定义的介面来存取[5]。软体介面提供可以存取电脑系统中资源(例如记忆体、CPU、储存装置)的方式。若软体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]

软体模组中的介面会提供常数英语constant (computer science)资料类型子程序的类型、异常处理规格、以及类型特征。有时介面中也会定义公共变量[6]

软体模组A的介面会刻意的和模组的实现分开定义。模组的实现会包括要有关介面的模组以及介面的实际程式码,也包括模组中的私有程序及方法。另一个软体模组 B,假设是软体模组A客户端,需通过公开提供的介面才能存取软体模组A。这样安排在实务的好处是:若将软体模组A的实现方式改成其他方式,但介面不变,软体模组B仍然可以存取软体模组A,软体模组A实现介面的作法不会影响B,这就是关注点分离,只关注介面的规格(也可以参照里氏替换原则[来源请求]

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物件导向语言中的介面

在一些面向对象程序设计语言中(特别是没有完整多重继承的语言),会用“介面”来定义没有资料,只有方法的抽象资料型别,以此为方法英语Method (computer science)的签名(signatures)。任一个具有程式及资料的类 (计算机科学),只要有“介面”中所有的方法,就是“实现”此一介面[7]。而且,就算在单一继承语言中,也可以实现多个介面,因此可以同时“符合”多种型态[8]

介面是资料类型的定义:物件可以改变其型态(例如子程序方法呼叫中),方式是用其所实现的介面或基底类,而不是直接列出具体的。因此所有实现这个介面的类都可以使用[来源请求]。例如在最终实现之前,可以用虚设代码来让软体开发得以进行。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,这类的实现会在后续开发中,再改为真正实作的程式码。

一般而言,介面中的方法没有实际的程式码,因此无法执行。若要执行,需要由非抽象的类别实现其介面,让方法有实际的程式码,才能执行[来源请求]。例如一种称为Stack的介面需要支援两种方法:push() and pop()。可以用不同的方式来实现,例如FastStackGenericStack,第一个可能是快速的,其资料结构是固定长度的,第二个的资料结构其长度可以调整,不过速度较慢。

介面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语言定义了介面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BufferedReaderFileReaderInputStreamReaderPipedReaderStringReader。像是Serializable标记介面英语Marker interface pattern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]

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介面上的程式设计

介面的使用也可以形成一种称为“介面上的程式设计”(programming to the interface)的程式设计风格。此作法背后的概念是将程式的逻辑以其物件的介面来呈现,而不是内部实现的细节。介面上的程式设计可以减少和实现相关的相依性,也提高程式的复用性[10]

控制反转是将上述概念推到极致后的一种设计原则。

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使用者介面

使用者介面是指人类与机器、装置、电脑程式或其他复杂工具互动的中介物的聚合。常用于电脑系统和电子装置文脉。有时也会将机械系统、交通工具或工业设备的使用者介面称为人机介面(Human-Machine Interface ,缩写为 HMI)。

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参看

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参考资料

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