T-SQL: Tabele tymczasowe, zmienne typu TABLE, różnice

Język T-SQL umożliwia tworzenie tabel tymczasowych oraz zmiennych typu TABLE.

Tabele tymczasowe dzielimy na:

#lokalne - do których dostęp posiadamy w ramach otwartej sesji

##globalne - dostępne w ramach SERWERA (czyli będzie ona dostępna również w ramach innej bazy).

@zmienne typu TABLE - dostępne od chwili wywołania do zakończenia działania skryptu

Pierwsza różnica pomiędzy tabelami tymczasowymi a zmiennymi: tabele tymczasowe TWORZYMY, a zmienne DEKLARUJEMY.

Składnia tworzenia tabel tymczasowych:

CREATE TABLE #NAZWA_TABELI
(
kolumna1   typ,
kolumna2   typ,
...
kolumnaN, typ )

warto też pamiętać, że możemy od razu przekazać dane z zapytania do tabeli tymczasowej, bez konieczności podawania jej definicji, dodając przed FROM magiczne "INTO #TABELA", np

CREATE TABLE #TEMP 
(
NAME NVARCHAR(100) 
)
SELECT
name, surname, age
FROM PERSON

możemy zastąpić

SELECT
name, surname, age
INTO #TEMP
FROM PERSON


Wówczas tabela tymczasowa utworzy się sama, a jej kolumny będą odpowiadały nazwom kolumn zwracanych przez kwerendę. Należy wówczas pamiętać o dwóch podstawowych zasadach:

1. Wszystkie zwracane kolumny w kwerendzie muszą posiadać nazwy
2. Nazwy kolumn muszą być unikatowe (nie mogą się powtórzyć)

W przypadku deklarowania zmiennej typu TABLE:

DECLARE @NAZWA_TABELI TABLE
(
kolumna1   typ,
kolumna2   typ,
...
kolumnaN, typ
)

Zastosowanie

Zapewne niejednokrotnie pojawiała się potrzeba tworzenia tabel "na chwilę". Możemy oczywiście tworzyć pewne tabele, nazwać je "tymczasowe" i wierzyć, że kiedyś je usuniemy :) Niemniej jednak takie rozwiązanie jest mało eleganckie, niejednokrotnie później pozostają dziwne byty, których boimy się usunąć, a które w rzeczywistości utworzyliśmy na 5 minut...

Tabele tymczasowe wprost świetnie nadają się do importów i migracji danych pomiędzy środowiskami oraz analizy danych, gdzie operujemy już na jednym, stałym, wstępnie ograniczonym "wiaderku danych", do których możemy co jakiś czas później się ponownie odwołać.


Zmienne natomiast mają dość krótki żywot (do zakończenia działania skryptu) :) Niemniej jednak są w teorii bardziej wydajne, ponieważ w przypadku SQL SERVER przechowywane są w pamięci operacyjnej do chwili zakończenia działania skryptu. Jeśli zaraz po wykonaniu zapytania dane nie będą nam już potrzebne, zmienna może okazać się niezłym pomysłem. Są one szczególnie fajne przy mniejszych zbiorach, np. gdy nie chcemy operować korzystać z kursorów do poruszania się po danych (a kysz!) - wówczas odpowiednia pętla po naszym "mikro zbiorze" i po krzyku.

Który rodzaj wybrać?

Zmienne typu TABLE powinniśmy stosować, gdy przekazujemy tablicę jako parametr do procedury czy funkcji. Ponadto zmienna "znika" po wykonaniu skryptu.

Przy tabelach tymczasowych powinniśmy dodatkowo pamiętać o konieczności ich usunięcia, gdy nie są już potrzebne.

Jeśli chcielibyśmy posiadać dostęp do naszej tabeli tymczasowej globalnie (np. migracja danych, głębsze analizy itd), oczywistym jest, że powinniśmy stosować ##, jednakże tylko w sytuacji, kiedy faktycznie będziemy korzystali z tabeli tymczasowej później.

Warto też pamiętać, że tabele tymczasowe możemy wykorzystać do złączeń (JOIN). Możemy dzięki temu łączyć już przefiltrowany zbiór pewnych danych z tabeli/tabel (np słowników) w formie #tabeli_tymczasowej, z głównym źródłem - praktyczne przy dużych słownikach, z których interesuje nas niewielki ich fragment.

Wydajność

Pod względem wydajności, nie istnieje uniwersalne uzasadnienie, kiedy powinniśmy korzystać z tabel tymczasowych # / ##, a kiedy ze zmiennych. W google można odnaleźć masę rankingów na temat szybkości działania.
Zmienne przechowywane są w pamięci (chyba że przekroczą określony rozmiar - wówczas trafią do tempdb), więc w teorii powinny być szybsze.
Nie przeprowadzałem wystarczającej ilości prób, aby jednoznacznie powiedzieć, kiedy stosować @, a kiedy #.

Osobiście uważam, że optymalnym rozwiązaniem będzie przetestowanie "na żywo" i po prostu - wybranie szybszego rozwiązania per-case. Osobiście wielokrotnie byłem zaskoczony rezultatem działania. Od razu przypomina mi się cudowny cytat, który kiedyś gdzieś usłyszałem:

W teorii, teoria i praktyka to to samo. 

W praktyce, tak nie jest.

#Quick: zabawa kursorem (myszki), oraz o rozdzielczości ekranu

info

Poniższy artykuł powstał wyłącznie do celów edukacyjnych, a autor (czyli ja) nie ponosi odpowiedzialności za wykorzystanie informacji zawartych w poniższym tekście niezgodnie z prawem lub etyką zawodową.

Położenie kursora

Aby odczytać lub zmienić położenie kursora, wystarczy odwołać się do Cursor.Position :
//odczytanie położenia
int px = Cursor.Position.X;
int py = Cursor.Position.Y;

//zmiana położenia, trololo :)
Cursor.Position = new Point(100, 100);

Ograniczamy wolność kursora ;)

Ciekawym atrybutem przy Cursor jest Clip.

Umożliwia on ustalenie granic, w których możemy operować naszym kursorem. W Windows taką granicą domyślnie jest ustalona rozdzielczość. Spróbujmy ograniczyć możliwość poruszania się naszego kursora myszki wyłącznie do obszaru naszego okna (uwzględniając, aby nie możliwe było zamknięcie/zmiana rozmiaru naszego okna), jak na poniższym zrzucie:

Oczywiście możemy zmienić atrybut formatki form.FormBorderStyle na odpowiedni, ale wówczas tracimy na wyglądzie okienka i nie ma zabawy, rozwiązanie stałoby się mniej uniwersalne.

przepis:

 //pobieramy szybko wymiar naszego okna:
            Rectangle currentwindow = this.Bounds;

            //zmniejszamy obszar do zabawy oknie:
            //35 - przybliżony rozmiar górnego paska
            currentwindow.Height = this.Height - 35;

            //10: aby uniemożliwić zmianę rozmiaru okna
            currentwindow.Width = this.Width - 10;

            /* Ustawiamy położenie początkowe
             * (przesunięte o kilka pikseli,
             * aby nie można było zmieniać rozmiaru
             * z lewej/góry */
            currentwindow.Location = new Point(currentwindow.Location.X+5, currentwindow.Location.Y + 30);

            //podpinamy punkt początkowy granic i rozmiar
            Cursor.Clip = new Rectangle(currentwindow.Location, currentwindow.Size);


możemy pobrać sobie gotowe granice np do rozdzielczości ekranu głównego:

Rectangle resolution = Screen.PrimaryScreen.Bounds;

..lub wskazując na dowolny, poruszając się po kolekcji AllScreens:
Rectangle r2 = Screen.AllScreens[1].Bounds;

Zastosowanie

Zmianę/odczyt położenia możemy wykorzystać m.in. przy:

• podpowiedzi użytkownikowi, gdzie w danym momencie powinien kliknąć użytkownik
• tworzeniu aplikacji do zdalnego sterowania komputerem (a'la TeamViewer)
• grach / programach graficznych
• programach egzaminacyjnych
• aplikacjach dla osób niepełnosprawnych, ułatwiających pracę
• POS 
• ...z okazji 1 kwietnia :)

Ograniczenia

Granice kursora zostaną "zresetowane" m.in. po:

• zamknięciu programu
• zmianie okna wiodącego
• zmianie podświetlenia okna (np przycisk start, alt+tab, etc)
• zmianie rozmiaru/położenia okna

Oczywiście można sobie z tym poradzić przy użyciu  zdarzeń, timera, backgroundworkera, etc.

DataView - ciekawa zabawka

Tworząc aplikacje bazodanowe (pomijam wszelkiego rodzaju "ulepszacze") praktycznie zawsze pobieramy dane, które wcześniej czy później wyświetlimy w tabelce (np dataGridView).

Dane możemy pobrać wygodnie np za pomocą SQLDataAdaptera do DataTable lub DataSet, a następnie przerzucić na nasz dataGrid.

Jeśli chcemy filtrować zbiór, możemy zrealizować to na wiele sposobów, m.in.:

1. Za każdym razem pobierać "świeże", przefiltrowane dane z bazy - tylko wtedy dodatkowo obciążamy system, a w chwili kiedy pobieramy dane z dość statecznego zbioru (np słownika), nie zawsze będzie to "eleganckie" rozwiązanie.
2. Filtrować dane w naszej kolekcji (np DataTable, Combobox, DataGridView, etc) - wszystko fajnie, ale musimy to ręcznie oprogramować, co bywa męczące, a w dodatku możemy być gorsi z algorytmów, ale dobrzy z SQL'a... co wtedy?

Jedno i drugie rozwiązanie jest jak najbardziej akceptowalne (zależnie oczywiście od sytuacji). Natomiast mimo wszystko, fajnym wynalazkiem jest DataView.

System.Data.DataView

DataView osobiście nazywam "nakładką" na zbiór danych (sam w sobie nie przechowuje danych). Umożliwia m.in. sortowanie, edycję wyszukiwanie/filtrowanie, etc (więcej informacji pod tym linkiem ) W artykule opowiem trochę o filtrowaniu (oczywiście na przykładzie) :)

Zastosowanie:

1. Pobranie kompletu danych (czasami działa szybciej niż przy przefiltrowanych zbiorach - o tym również wspomnę :) )
2. upakowanie danych naszym DataView (amulet szczęścia :) )
3. Filtrowanie danych po stronie klienta (Serwer odpoczywa)

Koniec teorii, czas na praktykę.

załóżmy, że mamy prostą tabelkę

TBLServers
ID
ServerName
OperatingSystem
IP_Address
Location_City

Do pobrania danych (wszystkich) stworzyliśmy sobie procedurę SQL:

getServerList

w aplikacji pobraliśmy sobie dane i "wrzuciliśmy" do datagrida:

private void GetServers()
{
 SqlConnection con = new SqlConnection(/*nasz ConnectionString*/);
 SqlDataAdapter da = new System.Data.SqlClient.SqlDataAdapter("exec getServerList", con);
 DataTable dt = new DataTable();
 //wypełniamy DataTable danymi za pomocą metody Fill:
 da.Fill(dt);
 //wypełniamy (wskazujemy źródło) naszym dataTable
 dataGridView1.DataSource=dt;
}


Działa, pobraliśmy dane. Ale chcielibyśmy móc filtrować wyniki po miejscowości i obsłużmy zdarzenie
Dodajemy Textbox, po drodze dorzucamy DataView i metodę do obsługi filtrowania i obsługujemy zdarzenie na TextChanged...


DataView dataViewServers;
private void GetServers()
{
 SqlConnection con = new SqlConnection(/*nasz ConnectionString*/);
 SqlDataAdapter da = new System.Data.SqlClient.SqlDataAdapter("exec getServerList", con);
 DataTable dt = new DataTable();
 da.Fill(dt);
 //upakujmy nasz zbiór danych DataView...
 dataViewServers = new DataView(dt);
             
 //...i podłączmy DataView zamiast DataTable dataGridView1.DataSource=dataViewServers;
 } 
 //utwórzmy dla porządku metodę odpowiedzialną za filtrowanie
 private void FilterServers()
 {
  //filtrowanie jak w SQL...
  dataViewServers.RowFilter = "Location_City like '"+textBoxCity.Text+"%'";

 }
 //obsłużymy zdarzenie naszego textboxa, aby filtrowało "na żywo": 
 private void textBoxCity.TextChanged(object sender, EventArgs e)
 {
  filterServers();
 }

Rezultat: mamy bardzo fajną, szybką i dynamiczną wyszukiwarkę. przy czym samo wyszukiwanie odbywa się po stronie aplikacji - operując na pobranej już kolekcji. Zawsze możemy dodać kolejne warunki do filtrowania danych.

Podsumowanie

 DataView jest bardzo wygodnym dodatkiem, umożliwiającym szybkie filtrowanie danych po stronie klienta, na pobranym już zbiorze danych. Nie musimy ręcznie filtrować danych, czy też pobierać na nowo zbioru z serwera, co w mniejszym lub większym stopniu wpływa na wydajność pracy.W dodatku DataView działa zaskakująco szybko, a sama metoda filtrowania jest po prostu - wygodna.

Quick: #naskróty Wyszukiwanie tabel wg nazw kolumn

Każdy, kto rozpoczyna pracę z nieznaną bazą danych, często czuje się jak poszukiwacz karteczek w lesie (gdzie Slenderem jest szef oczekujący szybkich rezultatów "na wczoraj" :) ).

Załóżmy, że nasz szef chciałby abyśmy ("migusiem") odnaleźli informację na temat klienta, a przed nos dostaliśmy jego adres e-mail... i do roboty. Ok, tylko że to jest nasz pierwszy dzień w pracy, a baza liczy kilka tysięcy tabel....

Na podstawie zadania wiemy, że powinniśmy znaleźć tabelę, która posiada kolumnę z adresem e-mail. Ale przecież SQL Management Studio sam w sobie umożliwia wyszukiwanie TABEL, a instalowanie czegokolwiek na komputerze jest monitorowane, poza tym i tak nie posiadamy uprawnień...


...Ale  posiadamy fajny skrypt, który przeszuka strukturę w tabelach systemowych naszej bazy:

SELECT
    sysobjects.name as [tabela],
    syscolumns.name as [nazwa kolumny],
    systypes.name as [typ]
    FROM sysobjects
    JOIN syscolumns ON sysobjects.id = syscolumns.id
    JOIN systypes ON syscolumns.xtype=systypes.xtype
   WHERE sysobjects.xtype='U'
and syscolumns.name like '%mail%'
ORDER BY sysobjects.name,syscolumns.colid

Czemu '%mail%'? 

Ponieważ powinniśmy założyć, że element którego szukamy może nazywać się:
Email
E_mail
contactemail
ContactEMail
EmailAddress
etc...
A czasami po prostu "mail".Różne szkoły.


Gotowiec wyszukuje tabele, które zawierają kolumnę o wybranej nazwie.

Później wystarczy już sprawdzić w bardziej sensownych tabelach, czy znajdujemy to czego szukamy i w optymalnym (z reguły) przypadku, przesłać maila z wynikami. Oczywiście wszystko zależy od struktury bazy; jeśli np parametry rozwijane są "w dół" (wierszami), albo przechowywany jest XML, wynalazek nie zadziała (chyba że poszukamy po XML, Param, Value, etc). 

...Nie ma za co... :]

X3

Quick: #CodeCleanup: alternatywa dla if_else, czyli ?:

Zapewne często zdarza Wam się tworzyć zmienne i przypisywać im pewne, uwarunkowane "od czegoś" wartości. Czasami są to skomplikowane uwarunkowania, jednak bardzo często warunkowanie jest proste: "jeśli coś, to X, w przeciwnym wypadku Y". Ale do rzeczy:

Jak to działa?

Znając warunkowanie if...else wiemy, że pojawia się warunek sprawdzający. Jeśli warunek zostanie spełniony, wykonywana jest część zaraz pod warunkiem.
Opcjonalnie możemy skorzystać z:

• else if (jeśli pierwszy warunek nie został spełniony, sprawdzamy inny warunek)

• else ("w przeciwnym wypadku, jeśli pozostałe warunki nie zostały spełnione").

C# umożliwia zapisanie naszego warunku w prostrzej formie, z wykorzystaniem ? i :

[warunek] ? [jeśli prawda] : [jeśli fałsz]

Kto używa funkcji w popularnym arkuszu kalkulacyjnym, od razu dopatrzy się podobieństwa funkcji "Jeżeli" (If) w tymże programie :)

Oczywiście możemy stworzyć bardziej złożone warunkowanie,np

[warunek] && [warunek2] || [warunek3] ? [jeśli prawda] : [jeśli fałsz]

Możemy też zagnieździć warunki:

[warunek1] ? [warunek2] ? [jeśli spełniony warunek1 i warunek2] : [jeśli spełniony pierwszy warunek] : [jeśli fałsz]

Przykład

Załóżmy, że chcemy sprawdzić, czy jakaś liczba jest podzielna przez 2, a jeśli tak, to zapiszemy sobie do naszej zmiennej odpowiednią wartość:

              int liczba = 23;


1:          bool czyPodzielnaPrzezZero;
2:            if (liczba % 2 == 0)
3:            {
4:                czyPodzielnaPrzezZero = true;
5:            }
6:            else
7:            {
8:                czyPodzielnaPrzezZero = false;
9:            }

Ilość linii do weryfikacji: 9 (lub 7, zależnie od przyjętego standardu). sporo.

oszczędzania czas rozpocząć:

            int liczba = 23;
1:            bool czyPodzielnaPrzezZero = true;
2:            if (liczba % 2 == 0)
3:            {
4:                czyPodzielnaPrzezZero = true;
5:            }

Wynik: 5(4) linii. Nieźle. Ale co jeśli podobnych prostych warunków byłoby więcej? Spoko :) Oszczędzimy jeszcze trochę...  wykorzystamy cudowny ? oraz :


      int liczba = 23;
1:      bool czyPodzielnaPrzezZero = liczba%2==0 ? true : false;


W rezultacie, naszą prostą weryfikację wykonaliśmy w jednej linii, a w dodatku od razu przypisaliśmy do naszej zmiennej wartość (o korzyściach płynących z przypisania od razu wartości do zmiennej napiszę w jednym z kolejnych postów).

Kiedy stosować, kiedy unikać?

Wspomniany "skrót" możemy śmiało wykorzystać przy prostych warunkach, zdecydowanie wpłynie na poprawę czytelności kodu. Przy odrobinie wprawy możliwe będzie znaczne skrócenie tworzonego kodu.

Nie polecam natomiast stosowania bardziej zagnieżdżonego warunkowania. 
Co prawda nic nie stoi na przeszkodzie, abyśmy sprawdzali kilka warunków w jednej linijce, np w Norwegii mocne trunki (wódka, wino) można nabyć dopiero po ukończeniu 21 lat:

            int wiek = 21;
            string alkohol = wiek<18? "Nie sprzedajemy" : wiek<21? "Co najwyżej piwo" : "A pij Pan co chcesz, starość nie radość";


...tylko pytanie, czy taki kod będzie czytelny. Osobiście - odradzam.

Ponadto, jeśli zastosowaliśmy już switch...case, to raczej dobrze zrobiliśmy i nie warto przesiadać się na ? : .

O stateczności słów kilka, czyli static (zmienne, metody, klasy)

Static - o co chodzi?

Programowanie obiektowe przyniosło pojęcie klas i obiektów. W odróżnieniu od programowania strukturalnego (np C) nie musimy już tworzyć często powielających się zmiennych, tylko wystarczy stworzyć instancję danej klasy (zwaną dalej obiektem).

Czasami jednak możemy odnieść wrażenie, że tworzymy nadmiarowo pewne obiekty tylko po to, żeby raz ich użyć.

Definicja

 Klasa statyczna jest swojego rodzaju odpowiednikiem obiektu - określamy pewną stałą strukturę metod lub zmiennych (stąd nazwa), które dostępne są globalnie, bez konieczności tworzenia obiektów danej klasy.

Zamiast tworzyć nowy obiekt, wystarczy wówczas odwołać się do klasy jak do obiektu,

np
public static class Test
    {
        public static int n = 50;
        public static void Sprawdz()
        {
            //rób coś
        }
    }

Później, w obrębie naszej przestrzeni nazw (namespace) metodę możemy wywołać w następujący sposób (bez konieczności deklarowania obiektu):

...
            Test.Sprawdz();
...

Widoczną zmienną również możemy modyfikować w dokładnie ten sam sposób:

...
            Test.n = 100;
...

Co więcej, jeśli zmienimy wartość zmiennej, zmiana będzie widoczna w obrębie działania naszego programu globalnie.

Przykład - klasa nie statyczna

Załóżmy, że tworzymy prostą aplikację obliczającą pole i obwód figur geometrycznych na potrzeby szkoły podstawowej. Nasz kod może wyglądać mniej więcej tak:

namespace matematykaDlaNajmlodszych
{
    class Program
    {
        public class Mojeliczenie
        {
           
        }

        public class Prostokat
        {
            public Prostokat(int A, int B)
            {
                a = A;
                b = B;
            }

            public int a;
            public int b;

            public int pole(int a, int b)
            {
                return a * b;
            }

            public int obwod(int a, int b)
            {
                return (2 * a) + (2 * b);
            }
        }


        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("a: {0}\nb: {1}", a, b);
           
           
            Prostokat p = new Prostokat();

            p.a = 2;
            p.b = 3; 

            int pole = p.pole(p.a, p.b);
            Console.WriteLine("Pole prostokąta (a * b): {0}", pole);
            //Ok, ale co jeśli będę musiał częściej, w innych klasach obliczać pole prostokąta?
            //Przecież obliczenie pola prostokąta się nie zmieni!
            Console.WriteLine("Naciśnij dowolny przycisk aby kontynuować...");
            Console.ReadKey(false);     
        }
    }

}

Jak widzimy, wszystko jest ok, działa. Jest tylko jedna mała kwestia...
Jeśli w innej części  programu będziemy chcieli ponownie obliczyć pole prostokąta (np w obrębie innej klasy), znowu będziemy musieli zadeklarować obiekt klasy Prostokat...


Na szczęście ktoś wpadł na pomysł: Stwórzmy Static.

Zmieńmy zatem metody naszej klasy na statyczne...

        public class Prostokat
        {
            public static int pole(int a, int b)
            {
                return a * b;
            }

            public static int obwod(int a, int b)
            {
                return (2 * a) + (2 * b);
            }
        }

...i mała zmiana w metodzie Main...
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 2;
            int b = 3;
            Console.WriteLine("a: {0}\nb: {1}", a, b);
            //Tym razem metoda jest startyczna,
            //nie ma potrzeby deklarowania obiektu klasy Prostokat do obliczenia pola!
            int pole = Prostokat.pole(a, b);

            Console.WriteLine("Pole prostokąta (a * b): {0}", pole);
            Console.WriteLine("Naciśnij dowolny przycisk aby kontynuować...");
            Console.ReadKey(false);                 
        }

... i świat stał się piękniejszy!

Jak widać w przykładzie, metody statyczne wcale nie muszą znajdować się w klasie statycznej, w naszym przykładzie była to klasa publiczna.

Uwaga: 
Ponieważ nasza klasa Prostokat posiada już statyczną metodę pole(a,b), nie możemy wywołać tej metody z obiektu:

Prostokat p = new Prostokat(2,4);
int pole = p.pole(p.a, p.b);

Od tej pory do metody na obliczenie pola odwołujemy się tak:

            Prostokat p = new Prostokat(2,3);
            int pole = Prostokat.pole(p.a, p.b);

Uwaga #2:
Jeśli cała klasa będzie statyczna, wszystkie jej atrybuty (zmienne) i operatory (funkcje, metody) muszą być statyczne.
Nadal możemy określać poziom dostępu do elementów klasy za pomocą modyfikatorów public i private.

Uwaga #3, #4:
Metody statyczne nie mogą być wirtualne (w końcu jak statyczna to statyczna!)
Klasa statyczna nie może być klasą bazową (

Podsumowanie

Słowo Static wprowadza wiele dobrego, ponieważ dzięki temu nie zawsze musimy tworzyć instancję naszych klas, aby wykonać pewne działania.

Możemy tworzyć uniwersalne klasy, metody lub zmienne, które będą dostępne "od ręki" bez konieczności tworzenia "na chwilę" obiektów. 

O Interfejsach w C# - na chłopski rozum

Programowanie obiektowe przyniosło wiele nowych wynalazków, najbardziej docenionym są oczywiście klasy i obiekty. Zapewne wielu z Was zadaje sobie pytanie:

"Ok, skoro mamy klasy, z których możemy tworzyć obiekty, możemy sobie dziedziczyć itd, to co to są te interfejsy i po co właściwie musiałbym ich używać?"

Postaram się odpowiedzieć na to pytanie.

O Interfejsach w C# słów kilka

Pamiętam jeszcze podczas studiów, jak zdarzało się kiedy studenci interfejsem określali "okienko z przyciskami i polami, nazywanymi fachowo kontrolkami" :) Oczywiście winforms czy WPF jest "interfejsem użytkownika", natomiast służy do czegoś innego niż "interfejs dla programisty" :)

Interfejs jest czymś w rodzaju klasy. Wewnątrz interfejsu znajdują się metody (ale bez ich oprogramowania!) jakie obsługuje.

Niewątpliwie zaletą interfejsów jest fakt, że klasa może dziedziczyć po wielu interfejsach.

Interfejsy implementujemy podobnie jak klasy, zastępując słowo kluczowe class słowem interface.

Jak to bez implementacji metod? W takim razie po co? są od tego metody w klasie...

Jak już wcześniej wspomniałem, interfejs zawiera wyłącznie nazwy metod, których nie implementuje. Sama implementacja metody odbywa się po stronie klasy, która dziedziczy po interfejsie/interfejsach.

Najprościej mówiąc:
Interfejs mówi, CO na pewno ma robić  klasa (jakie czynności powinna realizować, jakie metody udostępniać). 
Metoda mówi JAK daną czynność wykonać.

Interfejs jest swojego rodzaju inspektorem, który mówi programiście: "Hola, nie oprogramowałeś metody w klasie, którą powinna realizować!"

A teraz trochę praktyki.

Tworzymy grę, czyli praktyczne wykorzystanie interfejsów

Załóżmy, że tworzymy prostą grę strategiczną, w której występują:

1. Ludzie
1. Żołnierze
2. Inżynierowie
2. Budynki
1. obronne
2. pozostałe

Żołnierze, pojazdy oraz inżynierowie mogą się poruszać w czterech kierunkach mapy: góra, dół, lewo, prawo.
Przyjmijmy, że Budynki raczej się nie poruszają :) W dodatku część budynków może strzelać (np działka antyrakietowe).


Teraz określimy nasze interfejsy: jeden do poruszania, drugi do strzelania:

        interface IMovement
        {
            void goUP();
            void goDown();
            void goLeft();
            void goRight();
        }

        interface IShoot
        {
            void Shoot(Unit who);
        }




W najprostrzym modelu, możemy podzielić jednostki na ludzi, pojazdy i budynki.
Stwórzmy zatem początkowe: Human, Building, oraz Unit:

        abstract class Unit
        {
            public int Health = 100;
        }

        class Human : Unit
        {
            //...
        }

        class Building : Unit
        {
            //...
        }

do szczęścia przydałoby się podzielić jeszcze ludzi na żołnierzy i inżynierów, oraz rozszerzyć budynki na działka:

        class Soldier : Human
        {
        }

        class Engineer : Human
        {
        }

        class Cannon : Building
        {
        }


jak już ustaliliśmy, ludzie mogą się poruszać. podłączmy zatem interfejs IMovement do klasy Human:

        class Human : Unit, IMovement
        {
        }

Jeśli spróbujemy teraz skompilować nasz kod, otrzymamy informację iż nie zimplementowaliśmy metod do poruszania się naszych jednostek!

Zatem skorygujmy nasz kod

        class Human : Unit, IMovement
        {
            //...
            public void goUP()
            {
                //idź do góry
            }
            public void goDown()
            {
                //idź w dół
            }
            public void goLeft()
            {
                //idź w lewo
            }
            public void goRight()
            {
                //idź w prawo
            }
        }

Teraz kompilacja przejdzie bez problemu.

zmodyfikujmy teraz naszą klasę Cannon:

class Cannon : Building, IShoot
        {
            void Shoot(Unit who)
            {
                //strzelaj do wskazanej jednostki!
            }
        }


i kompilacja... niestety znowu problem. Musimy pamiętać o tym, że metody oparte o interfejs zawsze muszą być publiczne! W końcu jest to funkcjonalność "widoczna" przez programistów, którzy później stworzą obiekt naszej przykładowej klasy Cannon.

poprawmy zatem:

class Cannon : Building, IShoot
        {
            public void Shoot(Unit who)
            {
                //strzelaj do wskazanej jednostki!
            }
        }


i teraz jest dobrze :)


pełny kod:

///////////////////////////////////////////////

abstract class Unit
        {
            public int Health = 100;
        }

        class Human : Unit, IMovement
        {
            //...
            public void goUP()
            {
                //idź do góry  
            }
            public void goDown()
            {
                //idź w dół
            }
            public void goLeft()
            {
                //idź w lewo
            }
            public void goRight()
            {
                //idź w prawo
            }
        }

        class Building : Unit
        {
            //...
        }


        class Soldier : Human, IShoot
        {
            public void Shoot(Unit who)
            {
            }

        }

        class Engineer : Human
        {
        }

        class Cannon : Building, IShoot
        {
            public void Shoot(Unit who)
            {
                //strzelaj do wskazanej jednostki!
            }
        }

        interface IMovement
        {
            void goUP();
            void goDown();
            void goLeft();
            void goRight();
        }

        interface IShoot
        {
            void Shoot( Unit who);
        }
///////////////////////////////////////////////

Teraz zobacz, jak to działa. stwórz obiekty utworzonych klas....

            Soldier soldier1 = new Soldier();
            Building armory = new Building();
            Engineer engineer1 = new Engineer();

... i zobacz, jakie nasze obiekty mogą wykonywać operacje.

Podsumowanie

Interfejsy umożliwiają dokładne określenie funkcji, jakie powinny realizować klasy (jakie powinny posiadać metody).
Jeśli do klasy podłączymy interfejsy, kompilator nie przepuści nas dalej, dopóki nie oprogramujemy naszych klas zdefiniowanymi przez interfejs metodami (które muszą być publiczne).

Bez interfejsów można oczywiście żyć, jednak pozwalają w sposób ładny uporządkować nasz kod. Gdybyśmy na przykład do naszej klasy IShoot dodali metodę ShootAlternative, kompilator nie przepuściłby nas momentu, kiedy wszystkie klasy dziedziczące po IShoot posiadałyby implementację wspomnianej metody.

Oczywiście interfejsy można wykorzystać nie tylko przy tworzeniu gier, ale wszędzie tam, gdzie ważne jest opanowanie tworzonego oprogramowania.

Nie ma sensu stosować interfejsów w przypadku gdy ten pojawi się w najwyżej jednej klasie skromnej aplikacji. Przy większych systemach warto jednak zadać sobie pytanie:

Czy z interfejsami nie będzie bezpieczniej i wygodniej?

 X3me