abstract class和interface

从编程的角度来看，abstract class和interface均可以用来实现"design by contract"的思想。可是在具体的使用上面仍是有一些区别的。

首先，abstract class在Java语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。可是，一个类却能够实现多个interface。也许，这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。

其次，在abstract class的定义中，咱们能够赋予方法的默认行为。可是在interface的定义中，方法却不能拥有默认行为，为了绕过这个限制，必须使用委托，可是这会 增长一些复杂性，有时会形成很大的麻烦。

在抽象类中不能定义默认行为还存在另外一个比较严重的问题，那就是可能会形成维护上的麻烦。由于若是后来想修改类的界面（通常经过abstract class或者interface来表示）以适应新的状况（好比，添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时，就会很是的麻烦，可能要花费不少的时间（对于派生类不少的状况，尤其如此）。可是若是界面是经过abstract class来实现的，那么可能就只须要修改定义在abstract class中的默认行为就能够了。

一样，若是不能在抽象类中定义默认行为，就会致使一样的方法实现出如今该抽象类的每个派生类中，违反了"one rule，one place"原则，形成代码重复，一样不利于之后的维护。所以，在abstract class和interface间进行选择时要很是的当心。

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从设计理念层面看abstract class和interface

上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另外一个层面：abstract class和interface所反映出的设计理念，来分析一下两者的区别。做者认为，从这个层面进行分析才能理解两者概念的本质所在。

前面已经提到过，abstarct class在Java语言中体现了一种继承关系，要想使得继承关系合理，父类和派生类之间必须存在"is a"关系，即父类和派生类在概念本质上应该是相同的（参考文献〔3〕中有关于"is a"关系的大篇幅深刻的论述，有兴趣的读者能够参考）。对于interface 来讲则否则，并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的，仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解，下面将经过一个简单的实例进行说明。

考虑这样一个例子，假设在咱们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念，该Door具备执行两个动做open和close，此时咱们能够经过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型，定义方式分别以下所示：

使用abstract class方式定义Door：

abstract class Door {
		abstract void open();
		abstract void close()；
}

使用interface方式定义Door：

interface Door {
		void open();
	void close();
}

其余具体的Door类型能够extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。

若是如今要求Door还要具备报警的功能。咱们该如何设计针对该例子的类结构呢（在本例中，主要是为了展现abstract class和interface反映在设计理念上的区别，其余方面无关的问题都作了简化或者忽略）？下面将罗列出可能的解决方案，并从设计理念层面对这些不一样的方案进行分析。

解决方案一：

简单的在Door的定义中增长一个alarm方法，以下：

abstract class Door {
		abstract void open();
		abstract void close()；
		abstract void alarm();
}

或者

interface Door {
		void open();
	void close();
	void alarm();
}

那么具备报警功能的AlarmDoor的定义方式以下：

class AlarmDoor extends Door {
		void open() { … }
    		void close() { … }
		void alarm() { … }
}

或者

class AlarmDoor implements Door ｛
	void open() { … }
    		void close() { … }
		void alarm() { … }
｝

这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP（Interface Segregation Priciple），在Door的定义中把Door概念自己固有的行为方法和另一个概念"报警器"的行为方法混在了一块儿。这样引发的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会由于"报警器"这个概念的改变（好比：修改alarm方法的参数）而改变，反之依然。

解决方案二：

既然open、close和alarm属于两个不一样的概念，根据ISP原则应该把它们分别定义在表明这两个概念的抽象类中。定义方式有：这两个概念都使用abstract class方式定义；两个概念都使用interface方式定义；一个概念使用abstract class方式定义，另外一个概念使用interface方式定义。

显然，因为Java语言不支持多重继承，因此两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的，可是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。咱们一一来分析、说明。

若是两个概念都使用interface方式来定义，那么就反映出两个问题：一、咱们可能没有理解清楚问题领域，AlarmDoor在概念本质上究竟是Door仍是报警器？二、若是咱们对于问题领域的理解没有问题，好比：咱们经过对于问题领域的分析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的，那么咱们在实现时就没有可以正确的揭示咱们的设计意图，由于在这两个概念的定义上（均使用interface方式定义）反映不出上述含义。

若是咱们对于问题领域的理解是：AlarmDoor在概念本质上是Door，同时它有具备报警的功能。咱们该如何来设计、实现来明确的反映出咱们的意思呢？前面已经说过，abstract class在Java语言中表示一种继承关系，而继承关系在本质上是"is a"关系。因此对于Door这个概念，咱们应该使用abstarct class方式来定义。另外，AlarmDoor又具备报警功能，说明它又可以完成报警概念中定义的行为，因此报警概念能够经过interface方式定义。以下所示：

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() { … }
}

这种实现方式基本上可以明确的反映出咱们对于问题领域的理解，正确的揭示咱们的设计意图。其实abstract class表示的是"is a"关系，interface表示的是"like a"关系，你们在选择时能够做为一个依据，固然这是创建在对问题领域的理解上的，好比：若是咱们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器，同时又具备Door的功能，那么上述的定义方式就要反过来了。