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接口 (信息技术)
发布时间:2022-11-29 21:49:47 浏览:[]次

  接口(英语:interface),台湾译为介面,中介之面的意思;中国大陆译作界面,也译作接口,但“port”大陆也是译作接口。接口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、外部设备、人等等。有些接口(例如触摸屏)是双向的,可以发送信息,同时接收信息,有些接口(例如鼠标或喇叭)则是单向的,只能发送或接收信息。人类与电脑等信息机器或人类与程序之间的接口称为用户界面。电脑等信息机器硬件组件间的接口叫硬件接口。电脑等信息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


  主条目:电子连接器


  硬件接口为电脑等的信息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比特序列链接的。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。


软件接口


  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序或计算机程序需要有接口来处理字符串流、过滤器及管道、在面向对象程序设计中,应用程序中的对象会透过方法来和外面交互,这也是一种接口。而软件间通信时传递消息(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


  主条目:接口(程序设计)


  在程序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访问的,只允许透过有良好定义的接口来访问。软件接口提供可以访问电脑系统中资源(例如存储器、CPU、存储设备)的方式。若软件没有透过界面访问资源,而是直接访问相关资源,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


  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。


  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访问软件模块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仍然可以访问软件模块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


  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“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(计算机科学),只要有“接口”中所有的方法,就是“实现”此一接口。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。


  接口是数据类型的定义:对象可以改变其类型(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对象来取代实际的对象,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()andpop()。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信息。


接口上的程序设计


  接口的使用也可以形成一种称为“接口上的程序设计”(programmingtotheinterface)的程序设计风格。此作法背后的概念是将程序的逻辑以其对象的接口来呈现,而不是内部实现的细节。接口上的程序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


  用户界面是指人类与机器、设备、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设备文脉。有时也会将机械系统、交通工具或工业设备的用户界面称为人机界面(Human-MachineInterface,缩写为HMI)。


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