我的书签
添加书签
移除书签12.4.2 如何从设计理念上看待抽象类和接口
答：上面主要从语法定义和编程的角度论述了“abstract class”和“interface”的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。这里将从另一个层面：“abstract class”和“interface”所反映出的设计理念，来分析二者的区别。作者认为，从这个层面进行分析才能理解二者的本质所在。
前面已经提到过，“abstract class”在Java语言中体现了一种继承关系。要想使得继承关系合理，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，其并不要求“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”。此时可通过“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：
使用抽象类来定义Door：
01 abstract class Door
02 {
03 abstract void open（）；
04 abstract void close（）；
05 }
使用接口定义“Door”：
01 interface Door
02 {
03 void open（）；
04 void close（）；
05 }
其他具体的“Door”类型可以继承“abstract class”方式定义的“Door”，或者使用“interface”方式定义的“Door”。看起来使用“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，该如何设计针对该例子的类结构呢？本例主要是为了展示“abstract class”和“interface”反映在设计理念上的区别，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，如下所示：
01 abstract class Door
02 {
03 abstract void open（）；
04 abstract void close（）；
05 abstract void alarm（）；
06 }
或者
01 interface Door
02 {
03 void open（）；
04 void close（）；
05 void alarm（）；
06 }
那么具有报警功能的“AlarmDoor”的定义方式如下：
01 class AlarmDoor extends Door
02 {
03 void open（）{……}
04 void close（）{……}
05 void alarm（）{……}
06 }
或者
01 class AlarmDoor implements Door
02 {
03 void open（）{……}
04 void close（）{……}
05 void alarm（）{……}
06 }
这种方法违反了面向对象设计的一个核心原则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。如果是这样，那些仅仅依赖于“Door”这个概念的模块，会因为“报警器”这个概念的改变而改变，反之亦然。
【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。后面两种方式都可行，但是对它们的选择，应该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。下面一一来分析。
如果两个概念都使用“interface”方式来定义，就反映出下面问题：
❑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。
❑如果对于问题领域的理解没有问题，比如：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，在实现时就没有能够正确的揭示设计意图，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。
❑如果对于问题领域的理解是“AlarmDoor”，在概念本质上是“Door”，同时它具有报警的功能。该如何明确地反映出上述意思呢？“abstract class”在Java语言中表示一种继承关系，所以对于Door这个概念，应该使用“abstract 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。
01 Class Door
02 {
03 abstract void open（）；
04 abstract void close（）；
05 }
06 interface Alarm
07 {
08 void alarm（）；
09 }
10 class AlarmDoor extends Door implements Alarm
11 {
12 void open（）{……}
13 void close（）{……}
14 void alarm（）{……}
15 }
如果认为“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。
“abstract class”和“interface”是Java中两种定义抽象类的方式，它们之间有很大的相似性。程序员对它们的选择，又反映出对于问题领域中的概念本质的理解，对于设计的意图是否正确、合理，因为它们表现了概念间的不同关系，虽然都能实现需求的功能。
