这可能是一个通用的OOP问题。我想在接口和抽象类的使用基础上做一个通用的比较。

什么时候需要使用接口,什么时候需要使用抽象类?


当前回答

在Java中,您可以从一个(抽象)类继承来“提供”功能,并且可以实现许多接口来“确保”功能

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就我个人而言,我几乎从不需要编写抽象类。

大多数时候,我看到抽象类被(错误地)使用,这是因为抽象类的作者使用了“模板方法”模式。

“Template方法”的问题在于它几乎总是某种程度上是可重入的——“派生”类不仅知道它正在实现的基类的“抽象”方法,还知道基类的公共方法,即使大多数时候它不需要调用它们。

(过于简化的)例子:

abstract class QuickSorter
{
    public void Sort(object[] items)
    {
        // implementation code that somewhere along the way calls:
        bool less = compare(x,y);
        // ... more implementation code
    }
    abstract bool compare(object lhs, object rhs);
}

因此,在这里,该类的作者编写了一个泛型算法,并打算通过提供自己的“钩子”(在本例中是一个“比较”方法)来“专门化”它,以供人们使用。

所以预期的用法是这样的:

class NameSorter : QuickSorter
{
    public bool compare(object lhs, object rhs)
    {
        // etc.
    }
}

这样做的问题在于,你将两个概念过度地耦合在了一起:

比较两个项目的一种方法(哪个项目应该放在前面) 排序项目的方法(即快速排序vs归并排序等)

在上面的代码中,从理论上讲,“compare”方法的作者可以重新调用超类“Sort”方法…即使在实践中,他们永远不会想要或需要这样做。

为这种不必要的耦合付出的代价是,很难更改超类,而且在大多数OO语言中,不可能在运行时更改它。

另一种方法是使用“策略”设计模式:

interface IComparator
{
    bool compare(object lhs, object rhs);
}

class QuickSorter
{
    private readonly IComparator comparator;
    public QuickSorter(IComparator comparator)
    {
        this.comparator = comparator;
    }

    public void Sort(object[] items)
    {
        // usual code but call comparator.Compare();
    }
}

class NameComparator : IComparator
{
    bool compare(object lhs, object rhs)
    {
        // same code as before;
    }
}

现在请注意:我们所拥有的只是接口,以及这些接口的具体实现。在实践中,您实际上不需要任何其他东西来进行高级OO设计。

为了“隐藏”我们已经通过使用“QuickSort”类和“NameComparator”实现了“名称排序”的事实,我们仍然可以在某个地方写一个工厂方法:

ISorter CreateNameSorter()
{
    return new QuickSorter(new NameComparator());
}

任何时候你有一个抽象类,你都可以这样做…即使基类和派生类之间存在自然的可重入关系,将它们显式化通常也是值得的。

最后一个想法:我们上面所做的一切都是通过使用“QuickSort”函数和“NameComparison”函数来“组合”一个“NameSorting”函数……在函数式编程语言中,这种编程风格变得更加自然,代码更少。

我的观点是:

接口基本上定义了一个契约,任何实现类都必须遵守(实现接口成员)。它不包含任何代码。

另一方面,抽象类可以包含代码,并且可能有一些标记为抽象的方法,继承类必须实现这些方法。

我很少使用抽象类的情况是,当我有一些默认功能时,继承类可能对重写不感兴趣,比如一个抽象基类,一些专门的类继承自它。

示例(非常基本的一个!):考虑一个名为Customer的基类,它具有抽象方法,如CalculatePayment(), CalculateRewardPoints()和一些非抽象方法,如GetName(), SavePaymentDetails()。

像RegularCustomer和GoldCustomer这样的专门的类将继承自Customer基类,并实现它们自己的CalculatePayment()和CalculateRewardPoints()方法逻辑,但是重用GetName()和SavePaymentDetails()方法。

您可以向抽象类(即非抽象方法)添加更多功能,而不会影响使用旧版本的子类。然而,向接口添加方法会影响实现它的所有类,因为它们现在需要实现新添加的接口成员。

具有所有抽象成员的抽象类类似于接口。

如果下列语句适用于您的情况,请考虑使用抽象类:

您希望在几个密切相关的类之间共享代码。 您希望扩展抽象类的类具有许多公共方法或字段,或者需要除public以外的访问修饰符(例如protected和private)。 您希望声明非静态或非final字段。这使您能够定义可以访问和修改其所属对象状态的方法。


如果这些语句适用于您的情况,请考虑使用接口:

您希望不相关的类实现您的接口。例如,Comparable和Cloneable接口是由许多不相关的类实现的。 您希望指定特定数据类型的行为,但不关心由谁实现其行为。 您希望利用多个继承。

对我来说,在很多情况下我会选择接口。但在某些情况下,我更喜欢抽象类。

OO中的类通常指的是实现。当我想强制一些实现细节到子程序时,我使用抽象类,否则我就使用接口。

当然,抽象类不仅在强制实现方面有用,而且在许多相关类之间共享一些特定的细节方面也有用。

我为此写了一篇文章:

抽象类和接口

总结:

当我们谈论抽象类时,我们是在定义对象类型的特征;指定对象是什么。

当我们谈论接口和定义我们承诺提供的功能时,我们谈论的是建立一个关于对象可以做什么的契约。