ממשק (תכנות)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

בתכנות, המושג ממשקאנגלית: Software Interface) משמש לאבסטרקציה של מחלקות התוכנה, ומגדיר את הפונקציות שעל מחלקה לממש כדי להיות שייכת אליו. במילים אחרות, אם אובייקט מממש ממשק כלשהו, אז הדבר מבטיח שלאובייקט תהיה התנהגות מסוימת. מימוש של ממשק הוא התחייבות של אובייקט למלא אחר מפרט של דרישות להתנהגות מסוימת, ניתן לראות בממשק כחוזה. כאשר מחלקה מממשת את כל הפונקציות המוגדרות בממשק ניתן ליצור מופע שלה, אחרת היא נחשבת מימוש אבסטרקטי - כזה שדורש הרחבה על ידי מחלקה אחרת המשלימה את המימוש. שימוש בממשקים הוא נוהג של כתיבה נכונה בהנדסת תוכנה, כי בשיטה זו מתבצעת הפרדה בין המימוש בפועל לבין הדרישות שמאופיינות בממשק.

מגוון תבניות עיצוב (design patterns) עושות שימוש רב בממשקי תוכנה. ממשק התוכנה חשוב גם בפונקציות הנקראות בצורה מרוחקת (ראו RPC).

מערכות תשתית רבות כמו Java EE,‏ Spring Framework ו-Inversion of control מסייעות באתחול אובייקטים על פי ממשק שמוגדר מראש.

דוגמת קוד[עריכת קוד מקור | עריכה]

נניח שקיים ממשק ובו שתי התנהגויות (מתודות) שעל כל אובייקט שמקים את הממשק להכיל. האחת היא מתודה ללא טיפוס החזרה (Void) והשנייה היא מתודה בוליאנית. המתודה הראשונה לא מקבלת פרמטרים (מידע) והמתודה השנייה מקבלת פרמטר אחד מסוג int.

כך נראה קטע הקוד ב-C# של הממשק:

 public interface Idostuff
    {
        void DoThis();
        bool DoThat(int a);
    }

וזהו קטע קוד של אובייקט שמממש את הממשק, כלומר מכיל שתי מתודות כפי שצויין:

public class MyClass: Idostuff
    {
        public void DoThis()
        {
            Console.WriteLine("I'm doing This");
        }
 
        public bool DoThat(int a)
        {
            if (a % 2 == 0)
                return true;
            return false;
        }
    }

הקונבנציה (המוסכמה בתחום) בעולם התוכנה היא שממשק תמיד יתחיל באות I, ולאחר מכן תיאור של החוזה. לדוגמה: ICanRead, ICanLearn וכו'. לאובייקטים שיממשו את החוזה יהיה מתודות בלי התחילית I, למשל CanRead ו-CanLearn.

אובייקט יכול לממשק מספר אינסופי של ממשקים וכך לענות על מספר דרישות. השימוש בממשק יכול לעזור לעקוף עץ ירושה של אובייקטים. למשל, אם קיים אובייקט של Person שיורש מאובייקט Mammls, ואובייקט אחר בשם Table שיורש מאובייקט של SolidItems, אז ניתן באמצעות ממשק ליצור לשני האובייקטים מטודות דומות. כלומר, אין צורך שהאדם יירש תכונות ממחלקת החפצים המוצקים, ולהיפך, אין צורך להצהיר שהשולחן יירש תכונות ממחלקת היונקים.

הממשק לא מכתיב כיצד יש לממש את המתודות שהוא דורש. בדוגמה לעיל למשל, אובייקט אחר יכול למממש את המתודה הבוליאנית (מחזירה אמת או שקר) DoThat, בכך שהוא יחזיר אמת כל עוד הפרמטר שונה מאפס למשל. אין אפשרות שממשק יחייב אובייקט להכיל שדות מסוימים (אופן שמירת מידע), אלא רק מתודות (התנהגויות).

ממשקים נפוצים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • IImmutable - ממשק שבא להבטיח שלא יהיה ניתן לשנות את המידע שאובייקט מכיל בתוכו. דוגמה לאובייקט כזה הוא הטיפוס String בשפת C#. טיפוס זה מייצג מילה, ומורכב ממערך של אותיות. אין אפשרות לגשת לאינדקס של אות מסוימת במילה, אינדקס אפס למשל עבור האות הראשונה במילה ומשם לשנות את האות. טיפוס נתונים זה ניתן לשרשור (חיבור של מילים) או להשמה מחדש, אבל כאמור אין אפשרות לגשת לאות מסוימת במילה ולהחליפה באות אחרת.
  • IComparable - ממשק שמבטיח שהאובייקט הוא בר-השוואה יחסית לאובייקטים אחרים מאותו סוג. למשל הטיפוס int מקיים את הממשק, ולפיכך ניתן להשוות בין מספר שלם אחד למשנהו. הממשק מכיל רק מטודה אחת בשם CompareTo והיא מחזירה אחד משלושה ערכים. אם הערך המוחזר הוא 1- אז האובייקט שמשווה את עצמו לאובייקט אחר כפרמטר - קטן מהאובייקט המושווה. אם הערך שווה לאפס אז שני האובייקטים שווים, ואם הערך הוא 1+ אז האובייקט המשווה גדול מהאובייקט המושווה.

דוגמה לקוד ב-C#:

static void Main(string[] args)
        {
            int a = 3;
            int b = 5;
            int c = 3;
 
            Console.WriteLine(a.CompareTo(b));
            Console.WriteLine(b.CompareTo(a));
            Console.WriteLine(a.CompareTo(c));
            Console.ReadLine();
        }

בפקודת ההדפסה הראשונה (Console.WriteLine היא פקודה ב-C# שגורמת לטקסט להיות מוצג על המסך, הדבר מכונה הדפסה למרות שלא מדובר בהדפסה של ממש), שואלים למעשה את a אם הוא קטן מ-b. מאחר שהתוצאה היא 1- הכוונה לאמת.
בפקודת ההדפסה השנייה, שואלים את b אם הוא קטן מ-a. מאחר שהתוצאה היא 1 הכוונה לשקר (b נמצא אחרי a על סרגל הצירים).
בפקודה ההדפסה השנייה, שואלים את a אם הוא קטן מ-c. במקרה זה הם שווים ולכן התוצאה היא 0 (אין הכרעה מי יותר גדול).

  • INotifyPropertyChanged - ממשק שבא להבטיח שאובייקט יעדכן את הסביבה שלו כאשר שדה כלשהו שלו משתנה. הממשק חשוב לטכנולוגיית WPF ול-Binding. אם לאובייקט יש למשל שדה בשם FirstName והוא מוצמד לשדה טקסט של TextBlock, והאובייקט עונה על חוזה (ממשק) זה, אז ברגע שישתנה השדה שלו גם הטקסט על הפקד ישתנה. במילים פשוטות, שינוי של ערך בזיכרון מעדכן את ממשק המשתמש על השינוי שנעשה בו.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]