選擇抽象類(lèi)還是接口

抽象類(lèi)和接口是Java語(yǔ)言中對(duì)于抽象類(lèi)定義進(jìn)行支持的兩種方法，它們之間在對(duì)于抽象類(lèi)定義的支持方面具有很多的相似性，甚至可以相互替換，因此很多人有過(guò)這樣的疑問(wèn)：為什么有的地方必須使用接口而不是抽象類(lèi)，而在另一些地方，又必須使用抽象類(lèi)而不是接口呢？其實(shí)，兩者之間還是有很大的區(qū)別的，下面將教學(xué)中的一些體會(huì)總結(jié)為幾個(gè)方面，來(lái)供大家探討，提供一個(gè)在二者之間進(jìn)行選擇的依據(jù)。

第一，概念理解上的區(qū)分

抽象類(lèi)和接口在Java語(yǔ)言中都是用來(lái)進(jìn)行抽象類(lèi)定義的，那么什么是抽象類(lèi)，使用抽象類(lèi)能為我們帶來(lái)什么好處呢？ 在面向?qū)ο蟮母拍钪校覀冎浪械膶?duì)象都是通過(guò)類(lèi)來(lái)描繪的，但是反過(guò)來(lái)卻不是這樣。并不是所有的類(lèi)都是用來(lái)描繪對(duì)象的，如果一個(gè)類(lèi)中沒(méi)有包含足夠的信息來(lái)描繪一個(gè)具體的對(duì)象，這樣的類(lèi)就是抽象類(lèi)。正是因?yàn)槌橄蟮母拍钤趩?wèn)題領(lǐng)域沒(méi)有對(duì)應(yīng)的具體概念，所以抽象類(lèi)是不能夠?qū)嵗摹Ｎ覀兛梢詷?gòu)造出一個(gè)固定的一組行為的抽象描述，但是這組行為卻能夠有任意個(gè)可能的具體實(shí)現(xiàn)方式。這個(gè)抽象描述就是抽象類(lèi)，而這一組任意個(gè)可能的具體實(shí)現(xiàn)則表現(xiàn)為所有可能的派生類(lèi)。模塊可以操作一個(gè)抽象體。由于模塊依賴于一個(gè)固定的抽象體，因此它可以是不允許修改的；同時(shí)，通過(guò)從這個(gè)抽象體派生，也可擴(kuò)展此模塊的行為功能。

第二，語(yǔ)法定義上的區(qū)別

從語(yǔ)法上看，Java語(yǔ)言對(duì)于抽象類(lèi)和接口給出了不同的定義方式，下面以定義一個(gè)名為Demo的抽象類(lèi)為例來(lái)說(shuō)明這種不同。使用抽象類(lèi)的方式定義Demo抽象類(lèi)的方式如下：

abstract class Demo ｛

abstract void method1();

abstract void method2();

… ｝

使用接口的方式定義Demo抽象類(lèi)的方式如下：

interface Demo {

void method1();

void method2();

… }

在抽象類(lèi)方式中，Demo可以有自己的數(shù)據(jù)成員，也可以有非abstarct的成員方法，而在接口方式的實(shí)現(xiàn)中，Demo只能夠有靜態(tài)的不能被修改的數(shù)據(jù)成員，所有的成員方法都是abstract的。從某種意義上說(shuō)，接口是一種特殊形式的抽象類(lèi)。在具體的使用上面也是有一些區(qū)別的。首先，abstract class在Java語(yǔ)言中表示的是一種繼承關(guān)系，一個(gè)類(lèi)只能使用一次繼承關(guān)系。但是，一個(gè)類(lèi)卻可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)interface。其次，在abstract class的定義中，我們可以賦予方法的默認(rèn)行為。但是在interface的定義中，方法卻不能擁有默認(rèn)行為。

第三，設(shè)計(jì)理念上的區(qū)別

前面已經(jīng)提到過(guò)，抽象類(lèi)在Java語(yǔ)言中體現(xiàn)了一種繼承關(guān)系，要想使得繼承關(guān)系合理，父類(lèi)和派生類(lèi)之間必須存在“is a”關(guān)系，即父類(lèi)和派生類(lèi)在概念本質(zhì)上應(yīng)該是相同的。對(duì)于接口來(lái)說(shuō)則不然，并不要求接口的實(shí)現(xiàn)者和interface定義在概念本質(zhì)上是一致的，僅僅是實(shí)現(xiàn)了接口定義的契約而已。下面將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

例如，假設(shè)在我們的問(wèn)題領(lǐng)域中有一個(gè)關(guān)于Door的抽象概念，該Door具有執(zhí)行兩個(gè)動(dòng)作open和close，此時(shí)我們可以通過(guò)abstract class或者interface來(lái)定義一個(gè)表示該抽象概念的類(lèi)型，定義方式分別如下所示：

使用abstract class方式定義Door：

abstract class Door {

abstract void open();

abstract void close()； }

使用interface方式定義Door：

interface Door {

void open();

void close(); }

其他具體的Door類(lèi)型可以extends使用abstract class方式定義的Door或者implements使用interface方式定義的Door。看起來(lái)好像使用abstract class和interface沒(méi)有大的區(qū)別。

如果現(xiàn)在要求Door還要具有報(bào)警的功能，我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)針對(duì)該例子的類(lèi)結(jié)構(gòu)呢？（在本例中，主要是為了展示abstract class和interface反映在設(shè)計(jì)理念上的區(qū)別，其他方面無(wú)關(guān)的問(wèn)題都做了簡(jiǎn)化或者忽略）下面將羅列出可能的解決方案，并從設(shè)計(jì)理念層面對(duì)這些不同的方案進(jìn)行分析。

解決方案一： 簡(jiǎn)單地在Door的定義中增加一個(gè)alarm方法，如下：

abstract class Door {

abstract void open();

abstract void close()；

abstract void alarm();

}

或者

interface Door {

void open();

void close();

void alarm();

}

那么具有報(bào)警功能的AlarmDoor的定義方式如下：

class AlarmDoor extends Door {

void open() { … }

void close() { … }

void alarm() { … }

}

或者

class AlarmDoor implements Door ｛

void open() { … }

void close() { … }

void alarm() { … }

｝

這種方法違反了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的一個(gè)核心原則ISP（Interface Segregation Priciple），在Door的定義中把Door概念本身固有的行為方法和另外一個(gè)概念“報(bào)警器”的行為方法混在了一起。這樣引起的一個(gè)問(wèn)題，是那些僅僅依賴于Door這個(gè)概念的模塊會(huì)因?yàn)椤皥?bào)警器”這個(gè)概念的改變（比如：修改alarm方法的參數(shù)）而改變，反之依然。

解決方案二：既然open、close和alarm屬于兩個(gè)不同的概念，根據(jù)ISP原則應(yīng)該把它們分別定義在代表這兩個(gè)概念的抽象類(lèi)中。定義方式有：這兩個(gè)概念都使用abstract class方式定義；兩個(gè)概念都使用interface方式定義；一個(gè)概念使用abstract class方式定義，另一個(gè)概念使用interface方式定義。

所以，由于Java語(yǔ)言不支持多重繼承，兩個(gè)概念都使用abstract class方式定義是不可行的。后面兩種方式都是可行的，但是對(duì)于它們的選擇卻反映出對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域中的概念本質(zhì)的理解、對(duì)于設(shè)計(jì)意圖的反映是否正確、合理。如果兩個(gè)概念都使用interface方式來(lái)定義，那么就反映出兩個(gè)問(wèn)題：首先，我們可能沒(méi)有理解清楚問(wèn)題領(lǐng)域，AlarmDoor在概念本質(zhì)上到底是Door還是報(bào)警器？其次，如果我們對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域的理解沒(méi)有問(wèn)題，比如：我們通過(guò)對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域的分析發(fā)現(xiàn)AlarmDoor在概念本質(zhì)上和Door是一致的，那么我們?cè)趯?shí)現(xiàn)時(shí)就沒(méi)有能夠正確地揭示我們的設(shè)計(jì)意圖，因?yàn)樵谶@兩個(gè)概念的定義上(均使用interface方式定義)反映不出上述含義。

如果我們對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域的理解是：AlarmDoor在概念本質(zhì)上是Door，同時(shí)它又具有報(bào)警的功能，我們?cè)撊绾蝸?lái)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)來(lái)明確地反映出我們的意思呢？前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，abstract class在Java語(yǔ)言中表示一種繼承關(guān)系，而繼承關(guān)系在本質(zhì)上是“is a”關(guān)系，所以對(duì)于Door這個(gè)概念，我們應(yīng)該使用abstarct class方式來(lái)定義。另外，AlarmDoor又具有報(bào)警功能，說(shuō)明它又能夠完成報(bào)警概念中定義的行為，所以報(bào)警概念可以通過(guò)interface方式定義。如下所示：

abstract class Door {

abstract void open();

abstract void close()；

}

interface Alarm {

void alarm();

}

class AlarmDoor extends Door implements Alarm {

void open() { … }

void close() { … }

void alarm() { … }

}

這種實(shí)現(xiàn)方式基本上能夠明確地反映出我們對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域的理解，正確地揭示我們的設(shè)計(jì)意圖。其實(shí)abstract class表示的是“is a”關(guān)系，interface表示的是“l(fā)ike a”關(guān)系，大家在選擇時(shí)可以作為一個(gè)依據(jù)，當(dāng)然這是建立在對(duì)問(wèn)題領(lǐng)域的理解上的，我們認(rèn)為AlarmDoor在概念本質(zhì)上是門(mén)，同時(shí)又具有報(bào)警器的功能。

抽象類(lèi)和接口是Java語(yǔ)言中的兩種定義抽象類(lèi)的方式，它們之間有很大的相似性。但是對(duì)于它們的選擇卻又往往反映出對(duì)于問(wèn)題領(lǐng)域中的概念本質(zhì)的理解、對(duì)于設(shè)計(jì)意圖的反映是否正確、合理，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)了概念間的不同的關(guān)系(雖然都能夠?qū)崿F(xiàn)需求的功能)。這其實(shí)也是語(yǔ)言的一種慣用法。