區分Java中抽象類和接口的方法
在Java語言中, abstract class 和interface 是支持抽象類定義的兩種機制。正是由於這兩種機制的存在,才賦予了Java強大的面向對象能力。
abstract class和interface之間在對於抽象類定義的支持方面具有很大的相似性,甚至可以相互替換,因此很多開發者在進 行抽象類定義時對於abstract class和interface的選擇顯得比較隨意。其實,兩者之間還是有很大的區別的,對於它們的選擇甚至反映出對 於問題領域本質的理解、對於設計意圖的理解是否正確、合理。本文將對它們之間的區別進行一番剖析,試圖給開發者提供一個在二者之間進行選擇的依據。
理解抽象類
abstract class和interface在Java語言中都是用來進行抽象類,所有的成員方法都是abstract的。從某種意義上説,interface是一種非凡形式的 abstract class.
從編程的角度來看,abstract class和interface都可以用來實現 “design by contract” 的思想。但是在具體的使用上面還是有一些區別的。
首先,abstract class 在 Java 語言中表示的是一種繼續關係,一個類只能使用一次繼續關係。但是,一個類卻可以實現多個interface.也許,這是Java語言的設計者在考慮Java對於多重繼續的支持方面的一種折會考慮吧。
其次,在abstract class的定義中,我們可以賦予方法的默認行為。但是在interface的定義中,方法卻不能擁有默認行為,為了繞過這個限制,必須使用委託,但是這會增加一些複雜性,有時會造成很大的麻煩。
在抽象類中不能定義默認行為還存在另一個比較嚴重的問題,那就是可能會造成維護上的.麻煩。因為假如後來想修改類的界面(一般通過 abstract class 或者interface來表示)以適應新的情況(比如,添加新的方法或者給已用的方法中添 加新的參數)時,就會非常的麻煩,可能要花費很多的時間(對於派生類很多的情況,尤為如此)。但是假如界面是通過abstract class來實現的,那 麼可能就只需要修改定義在abstract class中的默認行為就可以了。
同樣,假如不能在抽象類中定義默認行為,就會導致同樣的方法實現出現在該抽象類的每一個派生類中,違反了 “one rule,one place” 原則,造成代碼重複,同樣不利於以後的維護。因此,在abstract class和interface間進行選擇時要非常的小心。
從設計理念層面看 abstract class 和 interface
上面主要從語法定義和編程的角度論述了abstract class和interface的區 別,這些層面的區別是比較低層次的、非本質的。本小節將從另一個層面:abstract class和interface所反映出的設計理念,來分析一下二者的區別。認為,從這個層面進行分析才能理解二者概念的本質所在。
前面已經提到過,abstract class在Java語言中體現了一種繼續關係,要想使得 繼續關係合理,父類和派生類之間必須存在“is-a”關係,即父類和派生類在概念本質上應該是相同的。對於interface來説則不然,並不要求interface的實現者和interface定義在概念本質上是一致的, 僅僅是實現了interface定義的契約而已。為了使論述便於理解,下面將通過一個簡單的實例進行説明。
考慮這樣一個例子,假設在我們的問題領域中有一個關於Door的抽象概念,該Door具有執行兩個動作open和close,此時我們可以通過abstract class或者interface來定義一個表示該抽象概念的類型,定義方式分別如下所示:
使用abstract class方式定義Door:
abstract class Door
使用interface方式定義Door:
interface Door
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