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我們知道abstract class和interface的不同在語法定義和編程的角度,這些層面的區(qū)別是比較低層次的、非本質(zhì)的。本小節(jié)將從另一個層面:abstract class和interface所反映出的設(shè)計理念,來分析一下二者的區(qū)別。作者認為,從這個層面進行分析才能理解二者概念的本質(zhì)所在。

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前面已經(jīng)提到過,abstarct class在Java語言中體現(xiàn)了一種繼承關(guān)系,要想使得繼承關(guān)系合理,父類和派生類之間必須存在"is a"關(guān)系,即父類和派生類在概念本質(zhì)上應(yīng)該是相同的(參考文獻〔3〕中有關(guān)于"is a"關(guān)系的大篇幅深入的論述,有興趣的讀者可以參考)。對于interface 來說則不然,并不要求interface的實現(xiàn)者和interface定義在概念本質(zhì)上是一致的,僅僅是實現(xiàn)了interface定義的契約而已。為了使論述便于理解,下面將通過一個簡單的實例進行說明。
考慮這樣一個例子,假設(shè)在我們的問題領(lǐng)域中有一個關(guān)于Door的抽象概念,該Door具有執(zhí)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 {
- 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??雌饋砗孟袷褂胊bstract class和interface沒有大的區(qū)別。
如果現(xiàn)在要求Door還要具有報警的功能。我們該如何設(shè)計針對該例子的類結(jié)構(gòu)呢(在本例中,主要是為了展示abstract class和interface反映在設(shè)計理念上的區(qū)別,其他方面無關(guān)的問題都做了簡化或者忽略)?下面將羅列出可能的解決方案,并從設(shè)計理念層面對這些不同的方案進行分析。
解決方案一:
簡單的在Door的定義中增加一個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)計中的一個核心原則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概念"報警器"的行為方法混在了一起。這樣引起的一個問題是那些僅僅依賴于Door這個概念的模塊會因為"報警器"這個概念的改變(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概念的抽象類中。定義方式有:這兩個概念都使用abstract class方式定義;兩個概念都使用interface方式定義;一個概念使用abstract class方式定義,另一個概念使用interface方式定義。
顯然,由于Java語言不支持多重繼承,所以兩個概念都使用abstract class方式定義是不可行的。后面兩種方式都是可行的,但是對于它們的選擇卻反映出對于問題領(lǐng)域中的概念本質(zhì)的理解、對于設(shè)計意圖的反映是否正確、合理。我們一一來分析、說明。
如果兩個概念都使用interface方式來定義,那么就反映出兩個問題:
1、我們可能沒有理解清楚問題領(lǐng)域,AlarmDoor在概念本質(zhì)上到底是Door還是報警器?
2、如果我們對于問題領(lǐng)域的理解沒有問題,比如:我們通過對于問題領(lǐng)域的分析發(fā)現(xiàn)AlarmDoor在概念本質(zhì)上和Door是一致的,那么我們在實現(xiàn)時就沒有能夠正確的揭示我們的設(shè)計意圖,因為在這兩個概念的定義上(均使用interface方式定義)反映不出上述含義。
如果我們對于問題領(lǐng)域的理解是:AlarmDoor在概念本質(zhì)上是Door,同時它有具有報警的功能。我們該如何來設(shè)計、實現(xiàn)來明確的反映出我們的意思呢?前面已經(jīng)說過,abstract class在Java語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。所以對于Door這個概念,我們應(yīng)該使用abstarct class方式來定義。另外,AlarmDoor又具有報警功能,說明它又能夠完成報警概念中定義的行為,所以報警概念可以通過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() { … }
- }
這種實現(xiàn)方式基本上能夠明確的反映出我們對于問題領(lǐng)域的理解,正確的揭示我們的設(shè)計意圖。其實abstract class表示的是"is a"關(guān)系,interface表示的是"like a"關(guān)系,大家在選擇時可以作為一個依據(jù),當然這是建立在對問題領(lǐng)域的理解上的,比如:如果我們認為AlarmDoor在概念本質(zhì)上是報警器,同時又具有Door的功能,那么上述的定義方式就要反過來了。
結(jié)論
abstract class和interface是Java語言中的兩種定義抽象類的方式,它們之間有很大的相似性。但是對于它們的選擇卻又往往反映出對于問題領(lǐng)域中的概念本質(zhì)的理解、對于設(shè)計意圖的反映是否正確、合理,因為它們表現(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)。這其實也是語言的一種的慣用法,希望讀者朋友能夠細細體會。
對于abstract class和interface的本質(zhì)區(qū)別的內(nèi)容就向你介紹到這里,希望對你了解和學習abstract class和interface有所幫助。
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