基於介面而非實現編程

抽象類和介面的區別

在面向對象編程當中，抽象類和介面是為抽象而生而的兩個概念，在初學時特別容易搞混它們倆。

Java 既支持介面，也支持抽象類，這裡主要拿 Java 的介面和抽象類做比較。簡單地在 Java 中定義這兩個概念就是，抽象類是包含抽象方法的類，介面是對行為的抽象。

抽象類

在 Java 中，抽象類仍然以 class 定義，併在此基礎上增加 abstract 修飾，如下是抽象類的定義：

[public|protected] abstract class ClassName {
    abstract void fun();
}

從定義上看，Java 中的抽象類就是用來繼承的，沒有被繼承的抽象類沒有任何實際的作用。而且，抽象類中的抽象方法只是起到一個限制的作用，並沒有提供實際的方法體，這也要求子類去實現自己的方法體。

將抽象類的特征總結一下，大概有以下幾點：

• 抽象類不允許被實例化，只能被繼承
• 抽象類可以包含屬性和方法，方法里既可以包含具體實現，也可以不包含具體實現，不包含具體實現的方法稱為抽象方法
• 子類繼承抽象類，必須實現抽象類的所有抽象方法

介面

在 Java 中，介面以 interface 定義，與 class 定義的類不同，如下是介面的定義：

[public|protected] interface InterfaceName {
    void func();
}

介面實際上也可以包含變數和方法，但是，介面中的變數會被隱式地指定為 public static final 修飾的不可變數，介面中的方法會被隱式地指定為 public abstract 修飾的方法。

將介面的特性總結一下，大概有以下幾點：

• 介面不能聲明屬性，可以聲明的是靜態變數
• 介面聲明的方法不包含具體實現
• 類實現介面的時候，必須實現介面中聲明的所有方法

區別

從上述對抽象類和介面的簡單分析看，抽象類和介面的概念非常相似，從明面上看，其最大的區別就是，抽象類是用來繼承的，介面是用來實現的。

從更深層次的角度上看，抽象類是不能被實例化的類，只能被子類繼承，繼承關係表示的是一種 is-A 的關係，介面表示的是一種 has-A 關係。

在使用時，抽象類可以定義一些公共的屬性、方法，抽象方法用於聲明子類繼承的約束；介面的主要作用就是聲明實現的協議，但是相比抽象類的優勢就是一個類可以實現多個介面。

抽象類和介面的使用

抽象類的使用

首先，只能被子類繼承的抽象類能解決代碼復用的問題。

然後，抽象類表達的是一種抽象概念，適用於表示現實生活中的抽象概念。如狗是具體對象，動物則是抽象概念。

使用抽象方法，而非空的方法體，創建子類時就知道他必須要重寫該方法，而不能忽略。

使用抽象類，類的使用者創建對象的時候，就知道他必須要使用某個具體子類，而不是抽象類本身。

使用抽象類提高了安全性，降低了開發者犯錯的概率，是一種更優雅的編碼方式。

抽象類更多的作用是引導使用者正確使用，避免被誤用。

介面的使用

介面是對行為的一種抽象，相當於一組協議，更側重於解耦。

調用者只需要關註抽象的介面，不需要瞭解具體的實現，具體的實現代碼對調用者透明。介面實現了約定和實現相分離，可以降低代碼間的耦合，提高代碼的擴展性。

配合使用

如果抽象類只定義抽象方法，那抽象類和介面非常相似。但介面和抽象類在根本上是不同的，一個類可以實現多個介面，但只能繼承一個類。

抽象類和介面是配合而不是替代，它們經常一起使用，介面聲明能力，抽象類提供預設實現，實現全部或部分方法，一個介面經常有一個對應的抽象類。

比如，在 Java 類庫中有以下關係：

• Collection 介面和對應的 AbstractCollection 抽象類
• List 介面和對應的 AbstractList 抽象類
• Map 介面和對應的 AbstractMap 抽象類

模擬抽象類和介面

通過抽象類實現介面

介面沒有成員變數，沒有方法實現，只有方法聲明，實現介面的類必須實現介面中的所有方法。

只要滿足上述幾個特點，從設計的角度上講，它就可以叫作介面。

在 Java 中，使用抽象類實現起來也比較簡單，即抽象類只定義抽象方法即可，缺陷就是子類無法繼承多個抽象類。

用普通類模擬介面

普通的類是可以包含具體實現的，這不符合介面的定義。但是，可以讓類中的方法拋出 NoSuchMethodError 錯誤來模擬不包含實現的介面，並且強迫子類在繼承這個父類時都去主動實現父類的方法，否則就會在運行時拋出異常。

為了避免普通的類被實例化，需要將這個類的構造函數聲明成 protected 訪問許可權。

具體的代碼實現如下：

public class MockInterface {
    protected MockInterface() {}

    public void funcA() {
        throw new NoSuchMethodError();
    }
}

同樣的，無論是使用抽象類還是普通類，實現的介面都無法滿足介面的所有特性，這裡也僅做一些瞭解。

基於介面而非實現編程

在軟體開發中，最大的挑戰之一就是需求的不斷變化，因此，開發時一定要具有抽象意識、封裝意識、介面意識。

越抽象、越頂層、越脫離具體某一實現的設計，越能提高代碼的靈活性、擴展性、可維護性。

這個時候，介面的存在就非常必要了，通過使用介面定義實現類的協議，將約定和實現分離，做到瞭解耦的效果。

在定義介面的時候，一些註意事項就是：命名一定要足夠通用，不能包含跟具體實現相關的字眼；另一方面，與特定實現相關的方法不要定義在介面中。

通常，越是不穩定的系統，越是要在代碼的擴展性、維護性上下功夫。相反，某個系統特別穩定，在開發完成之後，基本不需要做維護，則沒有必要為其擴展性、維護性投入不必要的開發時間。

首發於翔仔的個人博客，點擊查看更多。