abstract class和interface是Java語言中對於抽象類定義進行支持的兩種機制正是由於這兩種機制的存在才賦予了Java強大的面向對象能力abstract class和interface之間在對於抽象類定義的支持方面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abstract class和interface的選擇顯得比較隨意其實兩者之間還是有很大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我認為正確運用好抽象類和接口可以優化軟件結構的設計對軟件的擴展維護帶來很大的便利本文將對它們之間的區別進行一番剖析試圖給開發者提供一個在二者之間進行選擇的依據
首先來理解一下抽象類在面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系列看上去不同但是本質上相同的具體概念的抽象比如我們xpads 項目中的交易類就可以理解為一個抽象類即期交易遠期交易掉期交易等都是繼承交易類的具體類即期交易遠期交易掉期交易這些具體概念是實際存在的而交易這個概念在問題領域中是不存在的可以理解為一個抽象概念正是因為抽象概念在實際問題領域中沒有東西與它對應所以用以表征抽象概念的抽象類是不能被實例化的
接下來理解一下接口接口是面向對象設計中的一組規范是一組方法的集合體（也可以定義一些常量）在一些軟件設計模式中提倡的面向接口編程其實就是屏蔽實現類的內部處理增強模塊的安全性靈活性達到軟件設計的高內聚松耦合
下面從三個方面進行比較
一從語法定義層面看abstract class和interface
使用abstract class的方式定義Deal抽象類的方式如下
abstract class ?FxDeal ｛
private long dealsId;? //交易流水號
private long blockNumber;//套流水號
private String appls;//產品類別
private String inputChannel;//錄入渠道
private String typeOfDeal;//交易類型
private String flagOfDeal;// 特殊交易標識
private String bankId;//業務發生行
private String customerId; //客戶號
private String customerName;//客戶名稱
private int customerType;//客戶類型
private double amount;
private double amount;
abstract void method();
abstract void method();
? …
｝
使用interface的方式定義Deal抽象類的方式如下
interface FxDeal {
void method();
void method();
…
}
在abstract class方式中Deal可以有自己的數據成員也可以有非abstarct的成員方法而在interface方式的實現中Deal只能夠有靜態的不能被修改的數據成員（也就是必須是static final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abstract class
二從編程層面看abstract class和interface
首先abstract class在Java語言中表示的是一種繼承關系一個類只能使用一次繼承關系但是一個類卻可以實現多個interface
其次在abstract class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制必須使用委托但是這會增加一些復雜性有時會造成很大的麻煩
在抽象類中不定義默認行為存在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（一般通過abstract class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）但是如果它是通過abstract class來實現的那麼可能就只需要修改定義在abstract class中的默認行為就可以了
另一個問題是如果不是采用抽象類中的默認行為就會導致同樣的方法實現出現在該抽象類（或接口）的每一個派生類（或實現類）中違反了&#;one ruleone place&#;原則造成代碼重復同樣不利於以後的維護因此我認為在abstract class和interface間進行選擇時還是需要謹慎的搞不好的話是會給程序埋下一些隱患的
三從設計理念層面看abstract class和interface
abstract class在Java語言中體現的是一種繼承關系父類和派生類之間必須存在&#;is a&#;關系即父類和派生類在概念本質上應該是相同的對於interface 來說則不然並不要求interface的實現者和interface定義在概念本質上是一致的僅僅是實現了interface定義的契約而已為了使論述便於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看起來好像使用abstract class和interface沒有大的區別
如果現在要求Door還要具有報警的功能我們該如何設計針對該例子的類結構呢（在本例中主要是為了展示abstract class和interface反映在設計理念上的區別其他方面無關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並從設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();
}
那麼具有報警功能的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對象設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
解決方案二
既然openclose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
顯然由於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後面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
如果兩個概念都使用interface方式來定義那麼就反映出兩個問題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？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是一致的那麼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？前面已經說過abstract class在Java語言中表示一種繼承關系而繼承關系在本質上是&#;is a&#;關系所以對於Door這個概念我們應該使用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abstract class表示的是&#;is a&#;關系interface表示的是&#;like a&#;關系大家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的功能那麼上述的定義方式就要反過來了
其實在某些時候這兩個特殊的類的使用是可以互為替換的但是在較大規模的系統工程設計時如果不能正確運用好它的話可能會破壞程序的結構增強模塊間的耦合度給程序的維護與升級帶來較大的不便希望大家能夠細細體會
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