最近在做类设计时,正好有一个关于抽象类的定义,我顺便把定义抽象类的两种机制总结了一下,供大家参考。
在java中大家都知道对抽象类定义进行支持的两种机制(abstract和interface),因为这两种机制的存在,才赋予了java强大的面向对象的能力。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的区别,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及合理性。通过本文希望能够加深大家对二者之间的理解。
什么是抽象类?
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,但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的,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:如果我们进行一个图形编辑软件的开发,就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念,它们是不同的,但是它们又都属于形状这样一个概念,形状这个概念在问题领域是不存在的,它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念,所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。
在面向对象领域,抽象类主要用来进行类型隐藏。我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述,但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类,而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体,因此它可以是不允许修改的;同时,通过从这个抽象体派生,也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知道,为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle),抽象类是其中的关键所在。
实现抽象类的机制 ?
- 抽象类
public abstract class BaseCache {
}
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- 接口
public interface class BaseCache {
}
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二者之间区别
抽象机制
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差异化
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抽象类
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- 通过abstract定义抽象类。
- 可以定义自己数据成员。
- 可以定义非abstarct的成员方法。
- 只能继承一个基类。
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接口
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- 通过interface定义接口。
- 只能够定义静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final的)。
- 不能定义非abstarct的成员方法。
- 可以实现多个接口。
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下面我们通过实际的例子来分析两种机制的差异化:
业务场景:定义一个缓存基类,有多个缓存实例的实现。
abstract 类的方式定义:
/**
http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
*/
Public abstract class BaseCache{
public abstract void init();
public abstract void clean();
}
Interface方式定义:
Public interface class BaseCache {
public void init();
public void clean();
}
我们其他的一些缓存实例类型通过继承abstract 类 BaseCache 和实现接口 BaseCache 方式来定义实例类型类,都可以满足业务场景需求,两者之间也没有什么差别,下面我们从细节点来分析,如果部分cache实例类型需要增加监控,判断当前缓存实例的容量是否超过系统的伐值。那么我们原来设计基础上增加一个monitor() 方法就可以实现了。
请看例子:
Public abstract class BaseCache{
public abstract void init();
public abstract void clean();
public abstract Map<String,String> monitor();
}
我们一起来分析一下这种方法缺点,它违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP(Interface Segregation Priciple)在cache固有的行为和方式和监控混淆在一起了。因monitor()方法的存在会影响到cache类型的设计概念。如果我们根据ISP的原则,把不同概念的类型定义为两个抽象类,按照abstract 类的方式肯定是不行的,因为在java里面是不支持多继承的,显然没办法满足业务场景。如果是接口的方式呢?
请看例子:
Public interface class BaseCache {
public void init();
public void clean();
public Map<String,String> monitor();
}
这种做法分析,就很难清楚的区分设计意图,把概念混淆在一起,显然是没有理清业务意图。我们需求上真正业务意图是Cache具备init 和clean两种行为,部分cache实例需要具备监控的行为。
我现在的做法是一个abstract 和interface:
Public abstract class BaseCache{
public abstract void init();
public void clean();
}
Public interface class ICacheMonitor {
public Map<String,String> monitor();
}
public class PermissionCache extends BaseCache implements ICacheMonitor{
}
在BaseCache 类中Clean()方法定义为非abstract ,由基类提供默认实现,提升类的复用价值,如果部分cache实例需要进行监控的就实现ICacheMonitor 接口。