C#のインターフェースとは？仕組みと実装方法をわかりやすく解説

インターフェースは、クラスや構造体が実装すべき「契約（コントラクト）」を定義する仕組みです。インターフェースにはメソッド、プロパティ、イベント、インデクサーを含めることができます。

インターフェースはクラスに似ていますが、データそのものは保持せず、「何ができるか」という振る舞いだけを指定する点が異なります。より正確に言えば、インターフェースを実装したクラスがどんな操作を提供できるかを宣言するものです。

インターフェースの基本的なルール

1つのクラスは、複数のインターフェースを実装できます。インターフェースのメンバーを実装するには、クラス側に同じ名前・同じシグネチャを持つpublicなメンバーを定義する必要があります。

例として、System.Collections名前空間に定義されているIComparerインターフェースがあります。これは2つのオブジェクトを比較するメソッドの契約を定義しており、Carクラスなどがこれを実装することで比較機能を持たせられます。

実装例：IDriverインターフェース

public interface IDriver{
    void Drive();
}

public class Car : IDriver{
    public string Name { get; set; }
    public int Speed { get; set; }

    public void Drive(){
        Console.WriteLine($"{Name}: {Speed}");
    }
}

インターフェースメンバーの特徴

• インターフェースのすべてのメンバーは暗黙的に抽象的であり、実装の詳細を持ちません。
• すべてのメンバーは暗黙的にpublicです。アクセス修飾子を付けることはできません。
• インターフェースを実装するクラスは、対応するpublicメソッドを必ず提供しなければなりません。

インターフェースの継承

インターフェースは他のインターフェースを継承（拡張）することもできます。以下のように、ISingerはIPerformerの契約を引き継ぎつつ、独自のメンバーを追加しています。

public interface IPerformer { void Perform(); }

public interface ISinger : IPerformer{
    void Sing();
}

多重継承の代替手段として

C#ではC++のようなクラスの多重継承が許されていませんが、インターフェースを使えば複数のソースから振る舞いを1つのクラスに組み込めます。つまり、インターフェースはC#において多重継承を実現するための有力な手段となります。

注意点：柔軟性のトレードオフ

一方で、インターフェースには欠点もあります。APIを公開する目的で使う場合、クラスよりも柔軟性が低いという点です。インターフェースの契約を変更すると、そのインターフェースを実装しているすべてのクラスが壊れ、対応する修正が必要になります。このため、公開API向けの設計では契約の変更コストを考慮することが重要です。

完全なサンプルコード

using System;

class Program{
    static void Main(){
        var carOne = new Car { Name = "Honda", Speed = 100 };
        var carTwo = new Car { Name = "Toyota", Speed = 70 };

        carOne.Drive();
        carTwo.Drive();
    }
}

public interface IDriver{
    void Drive();
}

public class Car : IDriver{
    public string Name { get; set; }
    public int Speed { get; set; }

    public void Drive(){
        Console.WriteLine($"{Name}: {Speed}");
    }
}

出力結果

Honda: 100
Toyota: 70