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

我认为最简洁的说法是:

共享属性=>抽象类。 共享功能=>接口。

更简单地说……

抽象类示例:

public abstract class BaseAnimal
{
    public int NumberOfLegs { get; set; }

    protected BaseAnimal(int numberOfLegs)
    {
        NumberOfLegs = numberOfLegs;
    }
}

public class Dog : BaseAnimal
{
    public Dog() : base(4) { }
}

public class Human : BaseAnimal 
{
    public Human() : base(2) { }
}

由于动物有一个共同的属性——在这种情况下是腿的数量——创建一个包含这个共同属性的抽象类是有意义的。这也允许我们编写操作该属性的通用代码。例如:

public static int CountAllLegs(List<BaseAnimal> animals)
{
    int legCount = 0;
    foreach (BaseAnimal animal in animals)
    {
        legCount += animal.NumberOfLegs;
    }
    return legCount;
}

接口的例子:

public interface IMakeSound
{
    void MakeSound();
}

public class Car : IMakeSound
{
    public void MakeSound() => Console.WriteLine("Vroom!");
}

public class Vuvuzela : IMakeSound
{
    public void MakeSound() => Console.WriteLine("VZZZZZZZZZZZZZ!");        
}

这里要注意的是,呜呜祖拉和汽车是完全不同的东西,但它们有共同的功能:发出声音。因此,接口在这里是有意义的。此外,它将允许程序员将发出声音的东西分组在一个公共界面下——在本例中是IMakeSound。通过这种设计,你可以编写以下代码:

List<IMakeSound> soundMakers = new List<ImakeSound>();
soundMakers.Add(new Car());
soundMakers.Add(new Vuvuzela());
soundMakers.Add(new Car());
soundMakers.Add(new Vuvuzela());
soundMakers.Add(new Vuvuzela());

foreach (IMakeSound soundMaker in soundMakers)
{
    soundMaker.MakeSound();
}

你知道那会输出什么吗?

最后,您可以将两者结合起来。

结合例子:

public interface IMakeSound
{
    void MakeSound();
}

public abstract class BaseAnimal : IMakeSound
{
    public int NumberOfLegs { get; set; }

    protected BaseAnimal(int numberOfLegs)
    {
        NumberOfLegs = numberOfLegs;
    }

    public abstract void MakeSound();
}

public class Cat : BaseAnimal
{
    public Cat() : base(4) { }

    public override void MakeSound() => Console.WriteLine("Meow!");
}

public class Human : BaseAnimal 
{
    public Human() : base(2) { }

    public override void MakeSound() => Console.WriteLine("Hello, world!");
}

这里,我们要求所有的BaseAnimals发出声音,但是我们还不知道它的实现。在这种情况下,我们可以抽象接口实现并将其实现委托给它的子类。

最后一点,还记得在抽象类示例中我们如何操作不同对象的共享属性,以及在接口示例中我们如何调用不同对象的共享功能吗?在最后一个例子中,我们可以两者都做。

其他回答

车辆包括汽车、坦克、飞机、手推车等。

抽象类Vehicle可以有子类,如car、tank、plane、cart等。

public abstract Vehicle {...}

public Car extends Vehicle {...}

public Tank extends Vehicle {...}

那么,什么是可移动的?几乎一切! 然后

石头,蛋糕,汽车,行星,星系,甚至你都是可移动的!

它们中的大多数也是可观察的!

什么是可吃的?这是一款名为《美味星球》的游戏。 然后

石头,汽车,行星,星系,甚至时间!

public interface Movable {...}
public interface Observable {...}
public interface Eatable {...}

public class Stone implements Movable, Eatable, Observable {...}

public class Time implements Eatable, Observable {...}

public class Stupidity implements Observable {...}

终于!

public class ChocolateCar extends Vehicle implements Eatable {...}

纯粹在继承的基础上,你可以使用一个抽象的定义清晰的后代,抽象的关系(例如动物->猫)和/或需要继承虚拟或非公共属性,特别是共享状态(接口不支持)。

你应该尝试使用组合(通过依赖注入)而不是继承,并且注意接口作为契约支持单元测试、关注点分离和(语言变化)多重继承,而抽象则不能。

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。

基本的经验法则是:对于“名词”使用抽象类,对于“动词”使用接口

例如:car是一个抽象类和驱动器,我们可以让它成为一个接口。

答案因语言而异。例如,在Java中,一个类可以实现(继承)多个接口,但只能继承一个抽象类。所以接口给了你更多的灵活性。但在c++中却不是这样。