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  • JAVA中抽象类与接口的区别

    语法层次的我就不介绍了,下面从设计层面谈一下区别。

    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,反之依然。 

    解决方案二: 

    既然open、close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。我们一一来分析、说明。 

    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: 

    1、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? 

    2、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。 

    abstract class和interface是Java语言中的两种定义抽象类的方式,它们之间有很大的 相似性。但是对于它们的选择却又往往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,因为它们表现了概念间的不同的关系(虽然都能够实 现需求的功能)。这其实也是语言的一种的惯用法。

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