第16章
小A：“在Java語言中，abstractclass和interface是支持抽象類定義的兩種機製。那抽象類和接口有什麽區別啊？”
大B：“abstractclass和interface之間在對於抽象類定義的支持方麵具有很大的相似性，甚至可以相互替換，因此很多開發者在進行抽象類定義時對於abstractclass和interface的選擇顯得比較隨意。其實，兩者之間還是有很大的區別的，對於它們的選擇甚至反映出對於問題領域本質的理解、對於設計意圖的理解是否正確、合理。”
大B：“那你先來理解一下抽象類。”
小A心想師兄怎麽問我這麽簡單的問題。“abstractclass和interface在Java語言中都是用來進行抽象類定義的。”
大B：“那麽什麽是抽象類，使用抽象類能為我們帶來什麽好處呢？”
小A：“好處？”
大B：“嗯哼！對，好處。說說看？”
小A：“在麵向對象的概念中，我們知道所有的對象都是通過類來描繪的，但是反過來卻不是這樣。並不是所有的類都是用來描繪對象的，如果一個類中沒有包含足夠的信息來描繪一個具體的對象，這樣的類就是抽象類。”
大B：“嗯。不錯。抽象類往往用來表征我們在對問題領域進行分析、設計中得出的抽象概念，是對一係列看上去不同，但是本質上相同的具體概念的抽象。 比如：如果我們進行一個圖形編輯軟件的開發，就會發現問題領域存在著圓、三角形這樣一些具體概念，它們是不同的，但是它們又都屬於形狀這樣一個概念，形狀這個概念在問題領域是不存在的，它就是一個抽象概念。正是因為抽象的概念在問題領域沒有對應的具體概念，所以用以表征抽象概念的抽象類是不能夠實例化的。在麵向對象領域，抽象類主要用來進行類型隱藏。”
小A：“師兄，你這樣一講，我就不是很懂了。”
大B：“沒關係，我給你舉個例子先，在語法層麵，Java語言對於abstractclass和interface給出了不同的定義方式，下麵以定義一個名為Demo的抽象類為例來說明這種不同。”
使用abstractclass的方式定義Demo抽象類的方式如下：
abstractclassDemo
abstractvoidmethod1（）；
abstractvoidmethod2（）；
……
使用interface的方式定義Demo抽象類的方式如下：
interfaceDemo
voidmethod1（）；
voidmethod2（）；
……
大B：“你要知道，在abstractclass方式中，Demo可以有自己的數據成員，也可以有非abstract的成員方法，而在interface方式的實現中，Demo隻能夠有靜態的不能被修改的數據成員（也就是必須是staticfinal的，不過在interface中一般不定義數據成員），所有的成員方法都是abstract的。從某種意義上說，interface是一種特殊形式的abstractclass。從編程的角度來看，abstractclass和interface都可以用來實現‘designbycontract’的思想。但是在具體的使用上麵還是有一些區別的。”
小A：“那它都有哪些區別呢？”這回小A可是不敢再把抽象型模式當是個簡單的問題了。
大B：“首先，abstractclass在Java語言中表示的是一種繼承關係，一個類隻能使用一次繼承關係（因為Java不支持多繼承）。但是，一個類卻可以實現多個interface。也許，這是Java語言的設計者在考慮Java對於多重繼承的支持方麵的一種折中考慮吧。其次，在abstractclass的定義中，我們可以賦予方法的默認行為。但是在interface的定義中，方法卻不能擁有默認行為，為了繞過這個限製，必須使用委托，但是這會增加一些複雜性，有時會造成很大的麻煩。在抽象類中不能定義默認行為還存在另一個比較嚴重的問題，那就是可能會造成維護上的麻煩。因為如果後來想修改類的界麵（一般通過abstractclass或者interface來表示）以適應新的情況（比如，添加新的方法或者給已用的方法中添加新的參數）時，就會非常的麻煩，可能要花費很多的時間（對於派生類很多的情況，尤為如此）。但是如果界麵是通過abstractclass來實現的，那麽可能就隻需要修改定義在abstractclass中的默認行為就可以了。同樣，如果不能在抽象類中定義默認行為，就會導致同樣的方法實現出現在該抽象類的每一個派生類中，違反了‘onerule，oneplace’原則，造成代碼重複，同樣不利於以後的維護。因此，在abstractclass和interface間進行選擇時要非常的小心。”
小A：“嗯，好。下次我遇到abstractclass和interface時我一定會特別小心選擇的。”
大B其實一開始是看到小A對抽象類和接口的區別不是很看重，也看到他對它們是有一定的理解，但是他還是想挫挫小A的銳氣。好讓他知道學習編程可是要認真，就像做事一樣，不得馬虎。
大B：“剛才我跟你講了從語法定義和編程的角度論述了abstractclass和interface的區別，這些層麵的區別是比較低層次的、非本質的。”
大B：“來，考慮這樣一個例子，假設在我們的問題領域中有一個關於Door的抽象概念，該Door具有執行兩個動作open和close，此時我們可以通過abstractclass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abstractclass方式定義Door：
abstractclassDoor{
abstractvoidopen（）；
abstractvoidclose（）；
}
使用interface方式定義Door：
interfaceDoor{
voidopen（）；
voidclose（）；
}
大B：“其他具體的Door類型可以extends使用abstractclass方式定義的Door或者implements使用interface方式定義的Door。看起來好像使用abstractclass和interface沒有大的區別。如果現在要求Door還要具有報警的功能。”
小A：“我們該如何設計針對該例子的類結構呢？”
大B：“可以在Door的定義中增加一個alarm方法。”
在Door的定義中增加一個alarm方法
abstractclassDoor{
abstractvoidopen（）；
abstractvoidclose（）；
abstractvoidalarm（）；
}
或者
interfaceDoor{
voidopen（）；
voidclose（）；
voidalarm（）；
}
具有報警功能的AlarmDoor的定義方式如下：
classAlarmDoorextendsDoor{
voidopen（）{……}
voidclose（）{……}
voidalarm（）{……}
}
或者
classAlarmDoorimplementsDoor｛
voidopen（）{……}
voidclose（）{……}
voidalarm（）{……}
｝
大B：“你覺得這樣做行得通嗎？”
小A：“起碼我是這樣認為的！”
大B：“好，有自信。不錯！但是，我還是得和你講講你這樣做錯在哪裏了。你這種方法違反了麵向對象設計中的一個核心原則ISP（InterfaceSegregationPrinciple），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於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）而改變，反之亦然。”
小A這回可是真的“受傷”了，誠心地向師兄請教：“師兄，那你認為應該怎麽做會比較好哩？請詣教。”
大B：“嗬嗬！孺子可教也！好。我跟你講講。既然open、close和alarm屬於兩個不同的概念，根據ISP原則應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abstractclass方式定義；兩個概念都使用interface方式定義；一個概念使用abstractclass方式定義，另一個概念使用interface方式定義。顯然，由於Java語言不支持多重繼承，所以兩個概念都使用abstractclass方式定義是不可行的。後麵兩種方式都是可行的，但是對於它們的選擇卻反映出對於問題領域中的概念本質的理解、對於設計意圖的反映是否正確、合理。”
小A還是似懂非懂的樣子。大B接著說：“我們一一來分析、說明。如果兩個概念都使用interface方式來定義，那麽就反映出兩個問題：1、我們可能沒有理解清楚問題領域，AlarmDoor在概念本質上到底是Door還是報警器？2、如果我們對於問題領域的理解沒有問題，比如：我們通過對於問題領域的分析發現AlarmDoor在概念本質上和Door是一致的，那麽我們在實現時就沒有能夠正確的揭示我們的設計意圖，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。如果我們對於問題領域的理解是：AlarmDoor在概念本質上是Door，同時它有具有報警的功能。我們該如何來設計、實現來明確的反映出我們的意思呢？前麵已經說過，abstractclass在Java語言中表示一種繼承關係，而繼承關係在本質上是‘is-a’關係。所以對於Door這個概念，我們應該使用abstarctclass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：
abstractclassDoor{
abstractvoidopen（）；
abstractvoidclose（）；
}
interfaceAlarm{
voidalarm（）；
}
classAlarmDoorextendsDoorimplementsAlarm{
voidopen（）{……}
voidclose（）{……}
voidalarm（）{……}
}
大B：“這種實現方式基本上能夠明確的反映出我們對於問題領域的理解，正確的揭示我們的設計意圖。其實abstractclass表示的是‘is-a’關係，interface表示的是‘like-a’關係，在選擇時可以作為一個依據，當然這是建立在對問題領域的理解上的，比如：如果我們認為AlarmDoor在概念本質上是‘報警器’，同時又具有Door的功能，那麽上述的定義方式就要反過來了。”
小A：“這回我是明白了。”
大B還是不是很放心，接著說：“abstractclass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。但是對於它們的選擇卻又往往反映出對於問題領域中的概念本質的理解、對於設計意圖的反映是否正確、合理，因為它們表現了概念間的不同的關係（雖然都能夠實現需求的功能）。這其實也是語言的一種的慣用法，這樣吧，我把我剛才講的都總結成幾點，你記得時候方便一點，也記得牢一點。1、abstractclass在Java語言中表示的是一種繼承關係，一個類隻能使用一次繼承關係。但是，一個類卻可以實現多個interface。2、在abstractclass中可以有自己的數據成員，也可以有非abstarct的成員方法，而在interface中，隻能夠有靜態的不能被修改的數據成員（也就是必須是staticfinal的，不過在interface中一般不定義數據成員），所有的成員方法都是abstract的。3、abstractclass和interface所反映出的設計理念不同。其實abstractclass表示的是‘is-a’關係，interface表示的是‘like-a’關係。4、實現抽象類和接口的類必須實現其中的所有方法。抽象類中可以有非抽象方法。接口中則不能有實現方法。5、接口中定義的變量默認是publicstaticfinal型，且必須給其初值，所以實現類中不能重新定義，也不能改變其值。6、抽象類中的變量默認是friendly型，其值可以在子類中重新定義，也可以重新賦值。7、接口中的方法默認都是public，abstract類型的。”
小A：“我把這些都記下來，回去一定好好記住它！”