Interface

ธีมาพร ทรัพย์มูล 640710528

Interface คืออะไร?

อินเทอร์เฟซ คือการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP) โดยที่คลาสจะประกอบด้วยชื่อเมธอด (Method Header) หรือการประกาศว่าเมธอดนั้นรับอะไรมาบ้าง แต่จะไม่มีการระบุข้อมูลการทำงานภายใน และเมธอดทั้งหมดในอินเทอร์เฟซจะเป็นแบบสาธารณะ (public) โดยในภายหลังจะมีการกำหนดรายละเอียดของเมธอด ซึ่งถูกกำหนดโดยคลาสที่เรียกใช้อินเทอร์เฟซนั้นๆ

ถ้าหากเพื่อนๆอ่านมาถึงตรงนี้แล้วยังไม่เข้าใจคอนเซปต์อินเทอร์เฟซแล้วล่ะก็ เราจะมาลองยกตัวอย่างแบบที่เข้าใจง่ายๆกัน 😄 เช่น การเปรียบเทียบอินเทอร์เฟซกับแปลนบ้าน

• อินเทอร์เฟซก็เหมือนกับแบบแปลนบ้าน โดยการกำหนดโครงสร้างพื้นฐานของบ้านว่ามีห้องอะไรบ้าง ห้องแต่ละห้องมีหน้าต่างหรือประตูอยู่ตรงไหน แต่ไม่ได้บอกรายละเอียดว่าภายในห้องนั้นจะมีการตกแต่งอย่างไร หรือจะใช้เฟอร์นิเจอร์แบบใด

• คลาสก็เหมือนกับบ้านที่สร้างขึ้นจริง โดยคลาสจะนำแบบแปลนบ้าน (อินเทอร์เฟซ) มาใช้และเติมรายละเอียดลงไป เช่น การเลือกสีทาบ้าน การเลือกเฟอร์นิเจอร์ หรือการจัดวางสวน

แล้ว Interface แตกต่างจาก Abstarct Class อย่างไร?

อินเทอร์เฟซ มีหลักการที่คล้ายกับ abstract class คือ สร้างอินเทอร์เฟซขึ้นมาก็เพื่อกำหนดโครงสร้างของเมธอดที่จำเป็นในการใช้งานขึ้นมา แต่ยังไม่ได้กำหนดรายละเอียดการทำงานใดๆ ลงไปให้กับเมธอดนั้น (abstract method) ดั้งนั้น เมธอดในอินเทอร์เฟซจึงเป็นเมธอดที่ว่างเปล่า ซึ่งในภายหลังจึงมีการกำหนดรายละเอียดของเมธอดเหล่านั้นลงไป โดยถูกกำหนดโดยคลาสที่เรียกใช้อินเทอร์เฟซนั้นๆ ซึ่งความแตกต่างก็คือ

Interface	Abstract Class
ทุกเมธอดใน interface จะเป็น abstract method โดยอัตโนมัติ	เมธอดใน abstract class ไม่จำเป็นต้องเป็น abstract method
อินเทอร์เฟซเน้นไปที่การประกาศโครงสร้างของเมธอด ไม่มีการกำหนดการทำงานใดๆภายใน คลาสที่ implement ต้องเขียนโค้ดให้กับทุกเมธอดในอินเทอร์เฟซ	abstract class มีความยืดหยุ่นมากกว่า เพราะสามารถกำหนดโค้ดภายในบางเมธอดได้ และคลาสที่สืบทอดสามารถเลือกที่จะไม่เขียนใหม่สำหรับเมธอดที่มีรายละเอียดแล้ว
คลาสที่นำอินเทอร์เฟซไปใช้งานไม่จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์กับอินเทอร์เฟซนั้น เช่น คลาสไม่ต้องสืบทอดจากอินเทอร์เฟซก่อน แค่ implement อินเทอร์เฟซก็สามารถใช้ได้	คลาสที่จะใช้งาน abstract method ของ abstract class จำเป็นต้องสืบทอดจาก abstract class นั้น และต้องเขียนเมธอดขึ้นมาใหม่ในคลาสที่สืบทอดเพื่อกำหนดรายละเอียดการทำงานของ abstract method
อินเทอร์เฟซรองรับการสืบทอดหลายชั้นได้อย่างเต็มที่ คลาสสามารถ implement หลายอินเทอร์เฟซได้พร้อมกันโดยใช้เครื่องหมายคอมมา " , "	abstract class ไม่รองรับการสืบทอดหลายชั้นแบบตรงๆ คลาสสามารถสืบทอดจาก abstract class ได้เพียงคลาสเดียวเท่านั้น
อินเทอร์เฟซใช้คีย์เวิร์ด interface ในการประกาศ และใช้คีย์เวิร์ด implements ในการนำไปใช้งานในคลาสอื่น	abstract class ใช้คีย์เวิร์ด abstract ในการประกาศ และใช้คีย์เวิร์ด extends เมื่อต้องการนำไปใช้งานในคลาสอื่น
อินเทอร์เฟซไม่สามารถมีตัวแปรได้ ยกเว้นจะเป็นคอนสแตนต์ เช่น final และ static ที่มีค่าคงที่	สามารถมีฟิลด์เป็นตัวแปรปกติได้ และสามารถกำหนดให้ตัวแปรนั้นถูกใช้ภายในคลาสที่สืบทอดได้

วิธีการสร้าง Interface

ในการสร้างอินเทอร์เฟซนั้นจะใช้คีย์เวิร์ด interface และตามด้วยชื่อของอินเทอร์เฟซที่ต้องการ โดยจะต้องมีเมธอดอย่างน้อย 1 ตัว และมีการกำหนดเป็นแบบ public หรือจะไม่ระบุก็ได้เช่นกัน เพราะเมธอดทั้งหมดที่ประกาศจะเป็นแบบ public อยู่แล้ว ซึ่งเมธอดที่อยู่ในอินเทอร์เฟซนั้นจะไม่มีการกำหนดค่าหรือการเขียนโค้ดใดๆในเมธอดนั้นเลย

Syntax ในการสร้างอินเทอร์เฟซ

interface InterfaceName {
  public function someMethod1();
  public function someMethod2();
  function someMethod3();  #ไม่ต้องประกาศว่าเป็น public ก็ได้
}

ตัวอย่าง

interface iTelevision {
    public function turnOn();
    public function turnOff();
    public function changeChannel($newChannel);
}

จากตัวอย่าง เราได้สร้างอินเทอร์เฟซชื่อ iTelevision ซึ่งใช้คำสั่ง interface โดยภายในอินเทอร์เฟซมีการประกาศเมธอดทั้งหมดสามเมธอด ได้แก่ turnOn(), turnOff(), และ changeChannel() ซึ่งเมธอดเหล่านี้ไม่มีการกำหนดโค้ดการทำงาน และจะถูกนำไปใช้โดยคลาสที่ต้องการ Implement อินเทอร์เฟซนี้ โดยคลาสนั้นจะต้องกำหนดโค้ดการทำงานของเมธอดเหล่านี้ทั้งหมด เพื่อให้ตรงตามที่อินเทอร์เฟซกำหนด

การใช้งาน Interface

การใช้งานอินเทอร์เฟซนั้นจะใช้คีย์เวิร์ด implements ตามด้วยชื่ออินเทอร์เฟซที่ต้องการ และในคลาสจะต้องมีเมธอด ที่อยู่ในอินเทอร์เฟซที่เราเลือกใช้งาน และเมธอดที่อยู่ในคลาสจะต้องมีการเขียนโค้ดในเมธอดนั้นเสมอ

ตัวอย่าง

PHP

<?php
// ประกาศอินเทอร์เฟซ iTelevision
interface iTelevision {
    public function turnOn();  // เมธอดเปิดทีวี
    public function turnOff(); // เมธอดปิดทีวี
    public function changeChannel($newChannel); // เมธอดเปลี่ยนช่องทีวี
}

// เมธอดภายในคลาส Television จะต้องมีการทำงานทั้งหมด
class Television implements iTelevision { 

    // ตัวแปรของคลาส Televison
    public $currentChannel = 1; // ประกาศให้ช่องทีวีปัจจุบันมีค่าเป็น 1

    public function turnOn() { // เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการเปิดทีวี
        echo "Television has turned on\n"; 
    }

    public function turnOff() { // เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการปิดทีวี
        echo "Television has turned off\n";
    }

    public function changeChannel($newChannel) { // เมธอดในการเปลี่ยนช่องทีวี
        echo "Changed channel from "; 
        echo "$this->currentChannel to $newChannel\n";
        $this->currentChannel = $newChannel;
    }
}

// เรียกใช้งานคลาส
$myTV = new Television(); // สร้างออบเจ็กต์ของคลาส Television ชื่อว่า $myTV
$myTV->turnOn(); // เรียกเมธอดเปิดทีวี
$myTV->changeChannel(5); // เรียกเมธอดเปลี่ยนช่องทีวีไปช่อง 5
$myTV->turnOff(); // เรียกเมธอดปิดทีวี
?>

C

Java

Python

Output:
Television has turned on
Changed channel from 1 to 5
Television has turned off

จากตัวอย่าง จะเป็นการสร้างคลาสในการ Implement อินเทอร์เฟซ โดยใช้คำสั่ง implements หลังชื่อคลาส และตามด้วยชื่อของอินเทอร์เฟซ iTelevision ซึ่งภายในคลาส Television มีการกำหนดการทำงานในทุกเมธอดของอินเทอร์เฟซ iTelevision

การทำ Implement ในหลาย Interfaces

ในการสร้างคลาสนั้นเป็นไปได้ที่อาจจะต้องมีการทำ Implement ในการใช้งานหลายอินเทอร์เฟซ (Implementing multiple-interfaces) ในคลาสเดียวกัน เพื่อแก้ปัญหาการสืบทอดหลายชั้น (Multiple Inheritance) โดยคลาสนั้นจะต้อง implement เมธอดทั้งหมดที่กำหนดในแต่ละอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้อง และในแต่ละอินเทอร์เฟซจะกำหนดกลุ่มของฟังก์ชันที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งคลาสที่ implement จะต้องทำการเขียนโค้ดการทำงานของเมธอดเหล่านั้นทั้งหมด และคลาสสามารถสืบทอดอินเทอร์เฟซได้มากกว่าหนึ่งตัวโดยใช้เครื่องหมายคอมมา " , "

ตัวอย่าง

PHP

<?php
interface iTelevision { //อินเทอร์เฟซแรก
    public function turnOn();
    public function turnOff();
    public function changeChannel($newChannel);
}

interface iVolume { //อินเทอร์เฟซที่สอง
    public function volumeUp(); 
    public function volumeDown();
}

//คลาส Television มีการ implement อินเทอร์เฟซแรก และอินเทอร์เฟซที่สอง โดยใช้เครื่องหมายคอมมา ","
class Television implements iTelevision, iVolume {  

    //ตัวแปรของคลาส Televison
    public $currentChannel = 1; //ให้ช่องทีวีช่องปัจจุบันมีค่าเป็น 1
    public $currentVolume = 50; //ให้ระดับเสียงทีวีมีค่าเป็น 50

    //implement อินเทอร์เฟซ iTelevision 
    public function turnOn() { //เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการเปิดทีวี
        echo "Television has turned on\n";
    }

    public function turnOff() { //เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการปิดทีวี
        echo "Television has turned off\n";
    }

    public function changeChannel($newChannel) { //เมธอดในการเปลี่ยนช่องทีวี
        echo "Changed channel from ";
        echo "$this->currentChannel to $newChannel\n";
        $this->currentChannel = $newChannel;
    }

    //implement อินเทอร์เฟซ iVolume 
    public function volumeUp() { //เมธอดเพิ่มระดับเสียงทีวีครั้งละ 5 
        $this->currentVolume += 5;
        echo "Volume up to $this->currentVolume%\n";
    }
    public function volumeDown() { //เมธอดลดระดับเสียงทีวีครั้งละ 5 
        $this->currentVolume -= 5;
        echo "Volume down to $this->currentVolume%\n";
    }

    //เมธอดของคลาส Television
    public function addToFavoriteChannel() { //เมธอดบันทึกช่องทีวีโปรด
        echo "Channel $this->currentChannel added to favorite channel \n";
    }
}

//เรียกใช้งานคลาส
$tv = new Television(); //สร้างออบเจ็กต์ของคลาส Television ชื่อว่า $tv
$tv->turnOn(); //เรียกเมธอดเปิดทีวี
$tv->volumeUp(); //เรียกเมธอดเพิ่มระดับเสียงทีวี
$tv->volumeUp();
$tv->changeChannel(34); //เรียกเมธอดเปลี่ยนช่องทีวีไปช่อง 34
$tv->changeChannel(10); //เรียกเมธอดเปลี่ยนช่องทีวีไปช่อง 10
$tv->addToFavoriteChannel(); //เรียกเมธอดบันทึกช่องทีวีโปรด
$tv->turnOff(); //เรียกเมธอดปิดทีวี
?>

C

Java

Python

Output:
Television has turned on
Volume up to 55%
Volume up to 60%
Changed channel from 1 to 34
Changed channel from 34 to 10
Chanel 10 added to favorite channel 
Television has turned off

จากตัวอย่าง จะเป็นโปรแกรมที่มีการใช้งานหลายอินเทอร์เฟซ โดยมีการสร้างอินเทอร์เฟซ iVolume เพิ่มเข้ามาจากเดิม ที่มีเพียงแค่อินเทอร์เฟซ iTelevision โดยอินเทอร์เฟซ iVolume ได้กำหนดเมธอดเกี่ยวกับการควบคุมระดับเสียง และในคลาส Television ที่มีการกำหนดการทำงานให้กับเมธอดทั้งหมดจากอินเทอร์เฟซทั้งสอง ซึ่งภายในคลาสก็จะมีตัวแปรและเมธอดของมันเองได้ตามปกติ

การขยายอินเทอร์เฟซ (Extendable Interfaces)

การขยายอินเทอร์เฟซ คือแนวคิดที่อินเทอร์เฟซหนึ่งสามารถสืบทอดคุณสมบัติ หรือขยายจากอินเทอร์เฟซอื่นได้ ทำให้อินเทอร์เฟซใหม่สามารถนำคุณสมบัติทั้งหมดของอินเทอร์เฟซเดิมมาใช้ และยังสามารถเพิ่มฟังก์ชันเพิ่มเติมได้อีกด้วย

ตัวอย่าง

PHP

<?php
//อินเทอร์เฟซแรก
interface iTelevision {
    public function turnOn();
    public function turnOff();
}

//อินเทอร์เฟซที่สองขยายจาก iTelevision
interface iSmartTelevision extends iTelevision {
    public function browseInternet();
    public function streamVideo();
}

//คลาสที่นำอินเทอร์เฟซ iSmartTelevision ที่ขยายอินเทอร์เฟซแรกไปใช้
class SmartTelevision implements iSmartTelevision {

    public function turnOn() { //เมธอดเปิดทีวีที่ขยายจากอินเทอร์เฟซ iTelevison
        echo "Smart Television has turned on\n";
    }

    public function turnOff() { //เมธอดปิดทีวีขยายจากอินเทอร์เฟซ iTelevison
        echo "Smart Television has turned off\n";
    }

    public function browseInternet() { //เมธอดในการค้นหาอินเทอร์เน็ต
        echo "Browsing the internet\n";
    }

    public function streamVideo() { //เมธอดสตรีมมิ่งวิดีโอ
        echo "Streaming video\n";
    }
}

//เรียกใช้งานคลาส
$tv = new SmartTelevision(); //สร้างออบเจ็กต์จากคลาส Television ชื่อว่า $tv
$tv->turnOn(); //เรียกเมธอดเปิดทีวี         
$tv->browseInternet(); //เรียกเมธอดในการค้นหาอินเทอร์เน็ต
$tv->streamVideo(); //เรียกเมธอดสตรีมมิ่งวิดีโอ
$tv->turnOff(); //เรียกเมธอดปิดทีวี
?>

C

Java

Python

Output:
Smart Television has turned on
Browsing the internet
Streaming video
Smart Television has turned off

จากตัวอย่าง อินเทอร์เฟซแรก iTelevision มีเมธอดพื้นฐาน เช่น turnOn() และ turnOff() อินเทอร์เฟซที่สอง iSmartTelevison สืบทอดจาก iTelevision ทำให้สามารถใช้งานเมธอดจากอินเทอร์เฟซแรกได้ และยังเพิ่มเมธอดใหม่ เช่น browseInternet() และ streamVideo() ซึ่งคลาส SmartTelevison นำอินเทอร์เฟซ iSmartTelevison ไปใช้ จึงจำเป็นต้องกำหนดการทำงานให้กับทุกเมธอดที่ถูกประกาศไว้ในทั้งสองอินเทอร์เฟซ

Interfaces กับ constants

ในอินเทอร์เฟซ นอกจากจะมีเมธอดแบบ abstract ยังสามารถมีคอนสแตนต์ได้ด้วย โดยคอนสแตนต์ในอินเทอร์เฟซจะเป็น public, static, และ final โดยอัตโนมัติ ซึ่งค่าของคอนสแตนต์นั้นจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และสามารถเรียกใช้งานได้โดยตรงผ่านชื่ออินเทอร์เฟซ ไม่ต้องมีการสร้างออบเจ็กต์ของคลาสที่นำอินเทอร์เฟซนั้นมาใช้งาน

PHP

<?php
//อินเทอร์เฟซที่มีคอนสแตนต์ โดยการตั้งชื่อคอนแสตนต์ที่เป็นค่าคงที่มักจะใช้ตัวพิมพ์ใหญ่
interface iTelevision {
    const MAX_VOLUME = 100; //คอนสแตนต์ของระดับเสียงสูงสุด มีค่าคือ 100 
    const MIN_VOLUME = 0; //คอนสแตนต์ของระดับเสียงต่ำสุด มีค่าคือ 0

    public function turnOn(); 
    public function turnOff();
    public function setVolume($volume);
}

//คลาสที่นำอินเทอร์เฟซ iTelevision ไปใช้งาน
class Television implements iTelevision {

    private $currentVolume; //ตัวแปรในการเก็บค่าระดับเสียงปัจจุบัน

    public function turnOn() { //เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการเปิดทีวี
        echo "Television has turned on\n";
    }

    public function turnOff() { //เมธอดที่แจ้งเมื่อมีการปิดทีวี
        echo "Television has turned off\n";
    }
    
    //เมธอดการตั้งค่าระดับเสียง เข้าถึงคอนสแตนต์ผ่าน iTelevision::MIN_VOLUME, iTelevision::MAX_VOLUME
    public function setVolume($volume) { 
        if ($volume >= iTelevision::MIN_VOLUME && $volume <= iTelevision::MAX_VOLUME) {
        $this->currentVolume = $volume;
        echo "Volume set to " . $this->currentVolume . "\n";
    } else {
        echo "Invalid volume level. Please set between " . iTelevision::MIN_VOLUME . " and " . iTelevision::MAX_VOLUME . "\n";
        }
    }
}

//เรียกใช้งานคลาส
$tv = new Television(); //สร้างออบเจ็กต์จากคลาส Television ชื่อว่า $tv
$tv->turnOn(); //เรียกเมธอดเปิดทีวี
$tv->setVolume(50); //เรียกเมธอดตั้งค่าเสียงเป็น 50
$tv->setVolume(150); //เรียกเมธอดตั้งค่าเสียงเป็น 150 แต่ค่าระดับเสียงสูงสุดคือ 100
$tv->turnOff(); //เรียกเมธอดปิดทีวี
?>

C

Java

Python

Output:
Television has turned on
Volume set to 50
Invalid volume level. Please set between 0 and 100
Television has turned off

จากตัวอย่าง คอนสแตนต์ MAX_VOLUME, MIN_VOLUME ในอินเทอร์เฟซจะเป็น public, static, และ final โดยอัตโนมัติ ซึ่งคอนสแตนต์เหล่านี้จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าได้หลังจากกำหนดครั้งแรก และสามารถเรียกใช้คอนสแตนต์ในอินเทอร์เฟซได้โดยตรง ผ่านชื่ออินเทอร์เฟซ iTelevision โดยไม่จำเป็นต้องสร้างออบเจ็กต์ของคลาสที่นำอินเทอร์เฟซไปใช้ เนื่องจากคอนสแตนต์ในอินเทอร์เฟซเป็น final คลาสที่นำอินเทอร์เฟซไปใช้งานจะไม่สามารถกำหนดค่าของคอนสแตนต์ใหม่ได้

Reference

What Is an Interface In PHP? | ZendZend

เนื้อหาในส่วนของความหมายของ interface, และการทำ Implement ในหลายๆอินเทอร์เฟซ

เทียบให้ชัด Abstract Class vs Interface ต่างกันยังไงนะ ?BorntoDev เริ่มต้นเรียน เขียนโปรแกรม ขั้นเทพ !

เนื้อหาในส่วนของความแตกต่างระหว่าง interface กับ abstract class

การสร้างและใช้งาน Interfaces ในภาษา PHP - MarcusCodemarcuscode.com

เนื้อหาในส่วนของความหมายของ interface, การใช้งาน interface, การทำ Implement ในหลายๆอินเทอร์เฟซ

ค่าคงที่ (Constant), การประกาศและใช้งานค่าคงที่ ในภาษา JavaScript - MarcusCodemarcuscode.com

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา Java เรื่อง Constant

How can you implement an interface in C?LinkedInEditors

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา C เรื่อง Interface

C struct (Structures)www.programiz.com

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา C เรื่อง struct

Implementing an Interface in Python – Real Pythonrealpython

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา Python, Java เรื่อง Interface

มาสร้าง interface ในภาษา Python ภายใน 5 นาทีกันเถอะSupapongAI

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา Python เรื่อง Interface

Interface in Python - Scaler TopicsScaler Topics

เนื้อหาเพิ่มเติมในภาษา Python เรื่อง การทำ Implement ในหลายๆอินเทอร์เฟซ

Slide

3MB

Interface in PHP.pdf

Open

สไลด์ประกอบในการนำเสนอคลิปวิดีโอ