在[上一篇文章]中，我们探讨了接口的定义及其相关的好处，既包括一般性的，也涉及LabVIEW领域的应用。本文通过举例说明接口和类的实际应用，讲述了所见的概念。这篇文章的目标是提供更多见解和工具，帮助你使用与真实问题的接口。
要求
假设我们需要开发一个管理空气质量监测站的应用程序。要求包括：
- 该应用管理一个空气质量监测站（主站），传感器和另一个外围站连接其上。
- 应用会读取PM10和一氧化碳一氧化碳浓度的值，并按特定速率计算。
- 该应用程序读取连接主监控站的两个传感器。这些传感器分别是PM10颗粒传感器和一氧化碳一氧化碳传感器。
- 应用程序读取从外围监测站获取的PM10和一氧化碳值。
- 应用程序会在系统控制台中记录所有获取的数据。
- 该应用也开放支持其他类型传感器和其他日志模式等扩展。
设计
既然我们已经有了应用需求，接下来我们进入类和接口的设计。
首先，我们定义用于包含所有与测量相关数据的测量类别：值、计量单位和测量数据来源。
测量课。
现在我们来谈谈日志记录部分。
要求我们将获得的数据记录在系统控制台中。因此，我们创建了定义LogData方法的DataLogger接口和实现该接口的ConsoleLogger类。DataLogger接口的使用使该应用能够使用其他日志模式。举例来说，我们还定义了 SQLDatabase 和 FileLogger 类。两者都实现了DataLogger接口。然后
我们定义了DataLoggerManager类，负责管理数据日志。DataLoggerManager 类的属性类型为 DataLogger（合成关系）。因此，由于DataLoggerManager类依赖于DataLogger接口而非具体类，可以通过注入任何满足DataLogger接口的对象来更改日志模式。
以下是DataLogger接口的UML图、实现该接口的类以及DataLoggerManager类。
UML图，展示与日志相关的类和接口。
接下来我们通过定义与传感器相关的架构进行定义。
我们定义了基础类传感器，其属性包括名称（传感器名称）、序列号、最后校准日期（LastCalibration）以及校准等方法。请注意，除Name外，传感器类成员不满足上述要求。相反，它们使这个例子更贴近现实世界的应用。随后
，我们通过两个具体类别来表示PM10颗粒和一氧化碳一氧化碳传感器，这些类别均源自Sensor。这两个类别分别是PM10Sensor和COSensor类别。传感器类别中未定义这两个传感器获取空气中PM10和一氧化碳浓度的能力。
取而代之的是，定义了两个专用接口：
- CanMeasurePM10，定义了GetPM10Value方法。
- CanMeasureCO，定义了GetCOValue方法。
利用上述两个接口，模拟这两种传感器的两个类只实现它们实际满足的接口。PM10Sensor类实际上实现了CanMeasurePM10接口，COSensor类实现了CanMeasureCO接口。
采用这种方法，如果我们添加一种能够同时获取PM10和CO浓度的新型传感器，我们将创建一个新类实现这两个接口。此外，如果未来我们获得新的数据类型，我们会创建一个新的专用接口，而不涉及现有代码。这满足了上述要求之一。
下面是建模传感器及其相关接口类别的UML图。
UML的传感器类和界面图。
我们通过对监控站建模，完成了类和接口的设计。我们再次提供了一个基础类（AirMonitoringStation）和两个衍生类：MainStation和PeripheralStation。
AirMonitoringStation类定义了属性名称（代表站点名称）和位置（表示监测站的位置）。再次注意，位置属性并非满足要求的必要条件，但使当前示例更具体。
根据要求，外围站能够向主站提供PM10和一氧化碳浓度值。因此，从数据采集的角度来看，外围站与两个PM10和CO传感器起到相同的作用。因此，为了简化主站的工作，我们利用了两个传感器使用的相同接口。由于外设站同时提供PM10和一氧化碳浓度值，PeripheralStation类实现了两个接口：CanMeasurePM10和CanMeasureCO。
主机类负责从其处理的数据源（即传感器和外围站）读取PM10和CO值。通过接口的使用，MainStation类不依赖具体类，而是依赖于接口本身，从而相互解耦具体类，使应用更灵活、更易维护和可测试。
因此，MainStation 类的属性中包含两个列表，分别是 CanMeasurePM10 类型和 CanMeasureCO 类型。此外，该类还有两种专用方法用于读取所有数据源的PM10和CO值。这些方法分别是*：GetPM10Values* 和 GetCOValues。
以下是建模监控站和相关接口的类的UML图。
UML关于空气监测站的类别和细节图。
最后，下面的UML图展示了所有定义的类和接口及其关系。为了方便阅读，图中未报告测量类。
所有类和接口的UML图。
补充
我们一步步实现上述设计的类和接口。特别是，我报告了LabVIEW和C#版本的代码片段和截图。
让我们从测量课开始：
公共类测量
{
公共 双重价值 { get; set; }
公共字符串单元 { get; set; }
public string Source { get; set; }
公共测量（双倍值，字符串单位，字符串源）{
this.价值=价值;
就是这样。单位=单位;
就是这样。来源 = 来源;
}
}
LabVIEW |测量课。
现在我们进入与传感器管理相关的类别（Sensor、PM10Sensor和COSensor类别）及其相关接口（CanMeasurePM10和CanMeasureCO）。
两个接口 CanMeasurePM10 和 CanMeasureCO 分别定义了 GetPM10Value 和 GetCOValue 方法。两种方法都返回测量类型的对象：
公共接口 CanMeasurePM10
{
public Measurement GetPM10Value（）;
}
public interface CanMeasureCO
{
public Measurement GetCOValue();
}
LabVIEW |CanMeasurePM10和CanMeasureCO接口。
按照设计，传感器类定义了名称、序列号和LastCalibration属性以及校准方法：
public class Sensor
{
public string Name { get; set; }
公钥字符串 SerialNumber { get; set; }
public DateTime LastCalibration { get; set; }
public Sensor（字符串序列号，字符串名）
{
this.序列号 = 序列号;
就是这样。姓名=名称;
}
公共虚拟虚空 Calibrate（）
{
Calibrate
this.LastCalibration = DateTime。现在;
}
}
LabVIEW |传感器级。
我们总结了关于传感器部分的实现，衍生出两个类别PM10Sensor和COSensor。两者分别实现了CanMeasurePM10和CanMeasureCO接口：
公共类别 PM10Sensor ： Sensor， CanMeasurePM10
{
public PM10Sensor（字符串序列号， 字符串名） ：
base（serialNumber， name） { }
public Measurement GetPM10Value（）
{
返回新的 Measurement（new Random（）。Next（0,100），“ug/m3”，这个。姓名）;
}
} 公共
类 COSensor： Sensor， CanMeasureCO
{
public COSensor（string serialNumber， string name） ：
base（serialNumber， name） { }
public Measurement GetCOValue（）
{
返回 new Measurement（new Random（）.Next（0， 60），“mg/m3”，这个。名称);
}
}
LabVIEW |PM10传感器类。
LabVIEW |COSensor级别。
现在我们转向AirMonitoringStation类及其衍生类的实现。
抽象类 AirMonitoringStation 是位置和名称数据的一个简单容器：
public abstract 类 AirMonitoringStation
{
public string Location { get; set; }
公共字符串 StationName { get; set; }
protected AirMonitoringStation（字符串位置，字符串站点名称）
{
this.地点 = 地点;
就是这样。车站名称 = 车站名称;
}
}
LabVIEW |AirMonitoringStation课程。
按照设计，我们从 AirMonitoringStation 衍生出两个类别：MainStation 和 PeripheralStation。
PeripheralStation类除了源自AirMonitoringStation外，还实现了两个定义的接口，也用于传感器（CanMeasurePM10和CanMeasureCO）：
公共类外围站 ： AirMonitoringStation， CanMeasurePM10， CanMeasureCO
{
public PeripheralStation（字符串位置，字符串站点Name） ：
base（location， stationName） { }
public Measurement GetCOValue（）
{
返回新的测量（new Random（）.Next（0， 60），“mg/m3”，这个。车站名称）;
}
公共测量 GetPM10Value（）
{
返回新的测量（new Random（）.Next（0， 100），“ug/m3”，这个。车站名称);
}
}
LabVIEW |PeripheralStation级别。
而MainStation类则更为复杂。根据设计定义，该类依赖于 CanMeasurePM10 和 CanMeasureCO 接口，分别有两种不同的方法读取 PM10 和 CO：
公共类别 主站 ： AirMonitoringStation
{
公共 MainStation（字符串位置，串站点名称） ： base（位置，站点名称） { }
公共列表？COSources { get; set; }
公开列表？PM10来源 { get; set; }
公开名单<测量>？GetPM10Values（）
{
如果（这个）。PM10Sources 是空的）
{
返回 null;
}
var measurementList = new List（）;
foreach（ var项。PM10Sources）
{
measurementList.添加（项）。GetPM10Value（））;
}
返回 measurementList;
}
公开名单<测量指标>？GetCOValues（）
{
如果（这个。COSources 是空的）
{
返回空;
}
var measurementList = new List（）;
foreach（ var项。COSources）
{
measurementList.添加（项）。GetCOValue（））;
}
返回 measurementList;
}
}
LabVIEW |主站级。
我们最终进入日志部分，创建定义LogData方法的DataLogger接口。LogData 方法接收日期字符串参数作为输入：
public interface DataLogger
{
public void LogData（string data);
}
LabVIEW |DataLogger接口。
DataLogger接口由负责在系统控制台中写入数据的ConsoleLogger类实现。注意，对于 LabVIEW 版本，由于控制台不原生支持，控制台本身是通过写入字符串指示来模拟的。
public class ConsoleLogger ： DataLogger
{
public void LogData（string data）
{
Console.WriteLine（$“新记录：{data}”);}
}
}
LabVIEW |ConsoleLogger 类。
然后我们有LoggerManager类来处理日志操作。该类不依赖于具体类，而是依赖于DataLogger接口。通过构造子（或LabVIEW的Create方法），我们注入具体对象（我们这里是ConsoleLogger对象）。
public class DataLoggerManager
{
private DataLogger logger;
public DataLoggerManager（DataLogger logger）
{
this.logger = logger;
}
public void LogData（string data）
{
this.日志记录器。LogData（数据）);
}
}
LabVIEW |LoggerManager课程。
让我们以创建一个主应用程序来结束这个示例，将上述所有类和接口汇聚在一起。
该程序初始化了 MainStation、PeripheralStation、PM10Sensor、COSensor 和 ConsoleLogger 类型的对象。后者随后被注入类型为 LoggerManager 的对象中。
MainStation对象的PM10源代码列表包括PM10Sensor和PeripheralStation对象。同样，CO数据源列表由COSensor传感器和PeripheralStation对象组成。
最后，程序定期查询PM10和CO源，并通过LoggerManager对象记录数据。
内部类 Program
{
static void Main（string args）
{
站点
初始化 var mainStation = new MainStation（位置：“location 1”， “Main Station”）;
var peripheralStation = 新PeripheralStation（位置：“位置2”，“外围站点1”）;
传感器
初始化 var myPM10Sensor = 新 PM10Sensor（序列号：“1234”，“PM10 传感器 1”）;
var myCOSensor = new COSensor（序列号：“ABCD”，“CO传感器1”）;
LoggerManager 的初始化 obj
var loggerManager = new DataLoggerManager（new ConsoleLogger（））;
将PM10和CO源分配到主站
主站。PM10Sources = 新列表 { myPM10Sensor， peripheralStation };
主站。COSources = 新 List { myCOSensor， peripheralStation };
虽然（！控制台。KeyAvailable）
{
返回并记录每个PM10值
（主站的var测量）。GetPM10Values（））
{
loggerManager.LogData（$“{measurement.来源} - {测量。价值} {测量。单位}“）;
} 返回并记录每个CO值
（主站变量测量）。 GetCOValues（））
{
loggerManager.LogData（$“{measurement.来源} - {测量。价值} {测量。单位}“）;
} 线索。睡眠（1000）);
}
}
}
LabVIEW |主要 应用。
以下是工作示例：
C# |正在运行应用程序。
LabVIEW |正在运行应用程序。
这个例子结束了关于接口及其用途的讨论。感谢您花时间阅读这篇文章。
下面你会看到直接下载LabVIEW项目（2023版）的链接，以及一些关于接口使用的其他链接（包括但不限于LabVIEW）。
下次见！