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abstract class和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制正是由于这两种机制的存在才赋予了Java强大的面向对象能力abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性甚至可以相互替换因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意其实两者之间还是有很大区别的对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解对于设计意图的理解是否正确合理我认为正确运用好抽象类和接口可以优化软件结构的设计对软件的扩展维护带来很大的便利本文将对它们之间的区别进行一番剖析试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据 首先来理解一下抽象类在面向对象的概念中我们知道所有的对象都是通过类来描绘的如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象这样的类就是抽象类抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析设计中得出的抽象概念是对一系列看上去不同但是本质上相同的具体概念的抽象比如我们xpads 项目中的交易类就可以理解为一个抽象类即期交易远期交易掉期交易等都是继承交易类的具体类即期交易远期交易掉期交易这些具体概念是实际存在的而交易这个概念在问题领域中是不存在的可以理解为一个抽象概念正是因为抽象概念在实际问题领域中没有东西与它对应所以用以表征抽象概念的抽象类是不能被实例化的 接下来理解一下接口接口是面向对象设计中的一组规范是一组方法的集合体（也可以定义一些常量）在一些软件设计模式中提倡的面向接口编程其实就是屏蔽实现类的内部处理增强模块的安全性灵活性达到软件设计的高内聚松耦合 下面从三个方面进行比较 一从语法定义层面看abstract class和interface 使用abstract class的方式定义Deal抽象类的方式如下 abstract class ?FxDeal ｛ private long dealsId;? //交易流水号 private long blockNumber;//套流水号 private String appls;//产品类别 private String inputChannel;//录入渠道 private String typeOfDeal;//交易类型 private String flagOfDeal;// 特殊交易标识 private String bankId;//业务发生行 private String customerId; //客户号 private String customerName;//客户名称 private int customerType;//客户类型 private double amount; private double amount; abstract void method(); abstract void method(); ? … ｝ 使用interface的方式定义Deal抽象类的方式如下
interface FxDeal {
void method();
void method();
…
} 在abstract class方式中Deal可以有自己的数据成员也可以有非abstarct的成员方法而在interface方式的实现中Deal只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是static final的不过在interface中一般不定义数据成员）所有的成员方法都是abstract的从某种意义上说interface是一种特殊形式的abstract class 二从编程层面看abstract class和interface 首先abstract class在Java语言中表示的是一种继承关系一个类只能使用一次继承关系但是一个类却可以实现多个interface 其次在abstract class的定义中我们可以赋予方法的默认行为但是在interface的定义中方法却不能拥有默认行为为了绕过这个限制必须使用委托但是这会增加一些复杂性有时会造成很大的麻烦 在抽象类中不定义默认行为存在一个比较严重的问题那就是可能会造成维护上的麻烦因为如果后来想修改类（一般通过abstract class或者interface来表示）以适应新的情况（比如添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时就会非常的麻烦可能要花费很多的时间（对于派生类很多的情况尤为如此）但是如果它是通过abstract class来实现的那么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了 另一个问题是如果不是采用抽象类中的默认行为就会导致同样的方法实现出现在该抽象类（或接口）的每一个派生类（或实现类）中违反了&#;one ruleone place&#;原则造成代码重复同样不利于以后的维护因此我认为在abstract class和interface间进行选择时还是需要谨慎的搞不好的话是会给程序埋下一些隐患的 三从设计理念层面看abstract class和interface abstract class在Java语言中体现的是一种继承关系父类和派生类之间必须存在&#;is a&#;关系即父类和派生类在概念本质上应该是相同的对于interface 来说则不然并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的仅仅是实现了interface定义的契约而已为了使论述便于理解下面将通过一个简单的实例进行说明 考虑这样一个例子假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念该Door具有执行两个动作open和close此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型定义方式分别如下所示 使用abstract class方式定义Door abstract class Door { abstract void open(); abstract void close() } 使用interface方式定义Door interface Door { void open(); void close(); } 其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别 如果现在要求Door还要具有报警的功能我们该如何设计针对该例子的类结构呢（在本例中主要是为了展示abstract class和interface反映在设计理念上的区别其他方面无关的问题都做了简化或者忽略）下面将罗列出可能的解决方案并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析 解决方案一 简单的在Door的定义中增加一个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(); } 那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下 class AlarmDoor extends Door { void open() { … } void close() { … } void alarm() { … } } 或者 class AlarmDoor implements Door ｛ void open() { … } void close() { … } void alarm() { … } ｝ 这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP（Interface Segregation Priciple）在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念&#;报警器&#;的行为方法混在了一起这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为&#;报警器&#;这个概念的改变（比如修改alarm方法的参数）而改变 解决方案二 既然openclose和alarm属于两个不同的概念根据ISP原则应该把它们分别定义在代表这两个概念的抽象类中定义方式有这两个概念都使用abstract class方式定义两个概念都使用interface方式定义一个概念使用abstract class方式定义另一个概念使用interface方式定义 显然由于Java语言不支持多重继承所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的后面两种方式都是可行的但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解对于设计意图的反映是否正确合理
如果两个概念都使用interface方式来定义那么就反映出两个问题我们可能没有理解清楚问题领域AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器？如果我们对于问题领域的理解没有问题比如我们通过对于问题领域的分析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图因为在这两个概念的定义上（均使用interface方式定义）反映不出上述含义 如果我们对于问题领域的理解是AlarmDoor在概念本质上是Door同时它有具有报警的功能我们该如何来设计实现来明确的反映出我们的意思呢？前面已经说过abstract class在Java语言中表示一种继承关系而继承关系在本质上是&#;is a&#;关系所以对于Door这个概念我们应该使用abstarct class方式来定义另外AlarmDoor又具有报警功能说明它又能够完成报警概念中定义的行为所以报警概念可以通过interface方式定义如下所示 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() { … } } 这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解正确的揭示我们的设计意图其实abstract class表示的是&#;is a&#;关系interface表示的是&#;like a&#;关系大家在选择时可以作为一个依据当然这是建立在对问题领域的理解上的比如如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器同时又具有Door的功能那么上述的定义方式就要反过来了
其实在某些时候这两个特殊的类的使用是可以互为替换的但是在较大规模的系统工程设计时如果不能正确运用好它的话可能会破坏程序的结构增强模块间的耦合度给程序的维护与升级带来较大的不便希望大家能够细细体会 |
