面向接口编程详解-Java篇

时间 2019-11-07

标签面向接口编程详解 java 栏目 Java 繁體版

原文原文链接

　　相信看到这篇文字的人已经不须要了解什么是接口了，我就再也不过多的作介绍了，直接步入正题，接口测试如何编写。那么在这一篇里，咱们用一个例子，让各位对这个重要的编程思想有个直观的印象。为充分考虑到初学者，因此这个例子很是简单，望各位高手见谅。java

　　为了摆脱新手的概念，我这里也尽可能不用main方法，而采用testNG编写测试用例。编程

定义：如今咱们要开发一个应用，模拟移动存储设备的读写，即计算机与U盘、MP三、移动硬盘等设备进行数据交换。设计模式

上下文（环境）：已知要实现U盘、MP3播放器、移动硬盘三种移动存储设备，要求计算机能同这三种设备进行数据交换，而且之后可能会有新的第三方的移动存储设备，因此计算机必须有扩展性，能与目前未知而之后可能会出现的存储设备进行数据交换。各个存储设备间读、写的实现方法不一样，U盘和移动硬盘只有这两个方法，MP3Player还有一个PlayMusic方法。ide

名词定义：数据交换={读，写}测试

解决方案列举this

方案一：分别定义FlashDisk、MP3Player、MobileHardDisk三个类，实现各自的Read和Write方法。而后在Computer类中实例化上述三个类，为每一个类分别写读、写方法。例如，为FlashDisk写ReadFromFlashDisk、WriteToFlashDisk两个方法。总共六个方法。编码

方案二：定义抽象类MobileStorage，在里面写虚方法Read和Write，三个存储设备继承此抽象类，并重写Read和Write方法。Computer类中包含一个类型为MobileStorage的成员变量，并为其编写get/set器，这样Computer中只须要两个方法：ReadData和WriteData，并经过多态性实现不一样移动设备的读写。spa

方案三：与方案二基本相同，只是不定义抽象类，而是定义接口IMobileStorage，移动存储器类实现此接口。Computer中经过依赖接口IMobileStorage实现多态性。.net

方案四：定义接口IReadable和IWritable，两个接口分别只包含Read和Write，而后定义接口IMobileStorage接口继承自IReadable和IWritable，剩下的实现与方案三相同。插件

下面，咱们来分析一下以上四种方案：

　　首先，方案一最直白，实现起来最简单，可是它有一个致命的弱点：可扩展性差。或者说，不符合“开放-关闭原则”（注：意为对扩展开放，对修改关闭）。当未来有了第三方扩展移动存储设备时，必须对Computer进行修改。这就如在一个真实的计算机上，为每一种移动存储设备实现一个不一样的插口、并分别有各自的驱动程序。当有了一种新的移动存储设备后，咱们就要将计算机大卸八块，而后增长一个新的插口，在编写一套针对此新设备的驱动程序。这种设计显然不可取。

　　此方案的另外一个缺点在于，冗余代码多。若是有100种移动存储，那咱们的Computer中岂不是要至少写200个方法，这是不能接受的！

　　再看方案二和方案三，之因此将这两个方案放在一块儿讨论，是由于他们基本是一个方案（从思想层面上来讲），只不过实现手段不一样，一个是使用了抽象类，一个是使用了接口，并且最终达到的目的应该是同样的。

　　咱们先来评价这种方案：首先它解决了代码冗余的问题，由于能够动态替换移动设备，而且都实现了共同的接口，因此无论有多少种移动设备，只要一个Read方法和一个Write方法，多态性就帮咱们解决问题了。而对第一个问题，因为能够运行时动态替换，而没必要将移动存储类硬编码在Computer中，因此有了新的第三方设备，彻底能够替换进去运行。这就是所谓的“依赖接口，而不是依赖与具体类”，不信你看看，Computer类只有一个MobileStorage类型或IMobileStorage类型的成员变量，至于这个变量具体是什么类型，它并不知道，这取决于咱们在运行时给这个变量的赋值。如此一来，Computer和移动存储器类的耦合度大大降低。

　　那么这里该选抽象类仍是接口呢？还记得第一篇文章我对抽象类和接口选择的建议吗？看动机。这里，咱们的动机显然是实现多态性而不是为了代码复用，因此固然要用接口。

　　最后咱们再来看一看方案四，它和方案三很相似，只是将“可读”和“可写”两个规则分别抽象成了接口，而后让IMobileStorage再继承它们。这样作，显然进一步提升了灵活性，可是，这有没有设计过分的嫌疑呢？个人观点是：这要看具体状况。若是咱们的应用中可能会出现一些类，这些类只实现读方法或只实现写方法，如只读光盘，那么这样作也是能够的。若是咱们知道之后出现的东西都是能读又能写的，那这两个接口就没有必要了。其实若是将只读设备的Write方法留空或抛出异常，也能够不要这两个接口。总之一句话：理论是死的，人是活的，一切从现实须要来，防止设计不足，也要防止设计过分。

　　在这里，咱们姑且认为之后的移动存储都是能读又能写的，因此咱们选方案三。

实现

下面，咱们要将解决方案加以实现。我选择的语言是Java，因此使用其余语言的朋友同样能够参考。

首先编写IMobileStorage接口：

Code：IMobileStorage

1 public interface IMobileStorage {
2 
3     void Read();                    // 读取数据
4     void Write();                   // 写入数据
5 
6 }

　　代码比较简单，只有两个方法，没什么好说的，接下来是三个移动存储设备的具体实现代码：

U盘

Code：FlashDisk

 1 public class FlashDisk implements IMobileStorage{
 2     @Override
 3     public void Read() {
 4         System.out.println("Reading from FlashDisk……");
 5         System.out.println("Read finished!");
 6     }
 7 
 8     @Override
 9     public void Write() {
10         System.out.println("Writing to FlashDisk……");
11         System.out.println("Write finished!");
12     }
13 }

MP3

Code：MP3Player

public class MP3Player implements IMobileStorage{
    @Override
    public void Read() {
        System.out.println("Reading from MP3Player……");
        System.out.println("Read finished!");
    }

    @Override
    public void Write() {
        System.out.println("Writing to MP3Player……");
        System.out.println("Write finished!");
    }

    public void PlayMusic(){
        System.out.println("Music is playing……");
    }
}

移动硬盘

Code：MobileHardDisk

public class MobileHardDisk implements IMobileStorage{

    @Override
    public void Read() {
        System.out.println("Reading from MobileHardDisk……");
        System.out.println("Read finished!");
    }

    @Override
    public void Write() {
        System.out.println("Writing to MobileHardDisk……");
        System.out.println("Write finished!");
    }

}

　　能够看到，它们都实现了IMobileStorage接口，并重写了各自不一样的Read和Write方法。下面，咱们来写Computer：

Code：Computer

public class Computer {
    private IMobileStorage _usbDrive;

    public IMobileStorage get_usbDrive() {
        return _usbDrive;
    }

    public void set_usbDrive(IMobileStorage _usbDrive) {
        this._usbDrive = _usbDrive;
    }

    public Computer(){}

    public Computer(IMobileStorage _usbDrive) {
        this._usbDrive = _usbDrive;
    }

    public void ReadData(){
        this._usbDrive.Read();
    }

    public void WriteData(){
        this._usbDrive.Write();
    }
}

　　其中的UsbDrive就是可替换的移动存储设备，之因此用这个名字，是为了让你们以为直观，就像咱们日常使用电脑上的USB插口插拔设备同样。

OK！下面咱们来测试咱们的“电脑”和“移动存储设备”是否工做正常。我是用的Java控制台程序打印结果，具体代码以下：

Code：测试代码

public class ToTest {
    @Test
    public void program1(){
        Computer computer = new Computer();
        IMobileStorage mp3Player = new MP3Player();
        IMobileStorage flashDisk = new FlashDisk();
        IMobileStorage moblieHardDisk = new MobileHardDisk();

        System.out.println("I inserted my MP3 Player into my computer and copy some music to it:");
        computer.set_usbDrive(mp3Player);
        computer.WriteData();
        System.out.println("====================");

        System.out.println("Well,I also want to copy a great movie to my computer from a mobile hard disk:");
        computer.set_usbDrive(moblieHardDisk);
        computer.ReadData();
        System.out.println("====================");

        System.out.println("OK!I have to read some files from my flash disk and copy another file to it:");
        computer.set_usbDrive(flashDisk);
        computer.ReadData();
        computer.WriteData();
        System.out.println();
    }

运行结果以下：

　　　　　　　　　　　　　　图2.1 各类移动存储设备测试结果

　　好的，看来咱们的系统工做良好。

　　后来……

　　刚过了一个星期，就有人送来了新的移动存储设备NewMobileStorage，让我测试能不能用，我微微一笑，心想这不是小菜一碟，让咱们看看面向接口编程的威力吧！将测试程序修改为以下：

（NewMobileStorage的类请参照u盘、移动硬盘等类编写……也能够自创）

测试代码

    @Test
    public void program2(){
        Computer computer = new Computer();
        IMobileStorage newMobileStorage = new NewMoblieStorage();
        computer.set_usbDrive(newMobileStorage);
        newMobileStorage.Write();
        newMobileStorage.Read();

    }

运行结果：

　　　　　　　　　　　　　　图2.2 新设备扩展测试结果

　　又过了几天，有人通知我说又有一个叫SuperStorage的移动设备要接到咱们的Computer上，我心想来吧，管你是“超级存储”仍是“特级存储”，个人“面向接口编程大法”把大家通通搞定。

　　可是，当设备真的送来，我傻眼了，开发这个新设备的团队没有拿到咱们的IMobileStorage接口，天然也没有遵守这个约定。这个设备的读、写方法不叫Read和Write，而是叫rd和wt，这下完了……不符合接口啊，插不上。可是，不要着急，咱们回到现实来找找解决的办法。咱们一块儿想一想：若是你的Computer上只有USB接口，而有人拿来一个PS/2的鼠标要插上用，你该怎么办？想起来了吧，是否是有一种叫“PS/2-USB”转换器的东西？也叫适配器，能够进行不一样接口的转换。对了！程序中也有转换器。

　　这里，我要引入一个设计模式，叫“Adapter”。它的做用就如现实中的适配器同样，把接口不一致的两个插件接合起来。因为本篇不是讲设计模式的，并且Adapter设计模式很好理解，因此我就不细讲了，先来看我设计的类图吧：

　　如图所示，虽然SuperStorage没有实现IMobileStorage，但咱们定义了一个实现IMobileStorage的SuperStorageAdapter，它聚合了一个SuperStorage，并将rd和wt适配为Read和Write，SuperStorageAdapter（这里注意自行编写SuperStorage的类和他用到的接口）

　　　　　　　　　　　　图2.3 Adapter模式应用示意

具体代码以下：

Code：SuperStorageAdapter

 1 public class SuperStorageAdapter implements IMobileStorage {
 2     private SuperStorage _superStorage;
 3 
 4     public SuperStorage get_superStorage() {
 5         return _superStorage;
 6     }
 7 
 8     public void set_superStorage(SuperStorage _superStorage) {
 9         this._superStorage = _superStorage;
10     }
11 
12     @Override
13     public void Read(){
14         this._superStorage.rd();
15     }
16 
17     @Override
18     public void Write() {
19         this._superStorage.wt();
20     }
21 }

好，如今咱们来测试适配过的新设备，测试代码以下：

Code：测试代码

  @Test
    public void program3(){
        Computer computer = new Computer();
        SuperStorageAdapter superStorageAdapter = new SuperStorageAdapter();
        SuperStorage superStorage = new SuperStorage();
        superStorageAdapter.set_superStorage(superStorage);

        System.out.println("Now,I am testing the new super storage with adapter:");
        computer.set_usbDrive(superStorageAdapter);
        computer.ReadData();
        computer.WriteData();
        System.out.println();
    }

运行结果：

　　　　　　　　　　图2.4 利用Adapter模式运行新设备测试结果

　　OK！虽然遇到了一些困难，不过在设计模式的帮助下，咱们仍是在没有修改Computer任何代码的状况下实现了新设备的运行。但愿各位朋友结合第一篇的理论和这个例子，仔细思考面向接口的问题。固然，不要忘告终合现实。

原文是C#的语言，在这里作了java的转换编写，感谢原做者，转自C站的一小平民：http://blog.csdn.net/boer521314/article/details/40378151