行为3:查询光驱动发动机能够正常运转所需要的最小流明数,发动机返回一个整数。
再定义一个抽象类并把行为3转换成Java方法,代码如下:
代码
public abstract SolarPoweredMotor extends Motor{
abstract public int getLumensToOperate();
}
如图1所示,SolarPoweredMotor和BatteryPoweredMotor都从Motor抽象类派生。在整个软件中,90%以上的代码以相同的方式对待所有的发动机。偶尔需要检查一下发动机是光驱动还是电驱动,使用instanceof实现,代码如下:
代码
if (instanceof SolarPoweredMotor){...}
if (instanceof BatteryPoweredMotor){...}
无论是哪种发动机,马力这个参数都很重要,所以在所有派生的抽象类(SolarPoweredMotor和BatteryPoweredMotor)中,getHorsepower()方法都有效。
现在销售部门又有了一种新的发动机,它是一种既有电驱动又有光驱动的双重驱动发动机。光驱动和电驱动的行为本身没有变化,但新的发动机同时支持两种行为。在考虑如何定义新型的光电驱动发动机时,接口和抽象类的差别开始显示出来了。新的目标是在增加新型发动机的前提下尽量少改动代码。因为与光驱动发动机、电驱动发动机有关的代码已经过全面的测试,不存在已知的Bug。为了增加光电驱动发动机,要定义一个新的SolarBatteryPowered抽象类。如果让SolarBatteryPowered从Motor抽象类派生,SolarBatteryPowered将不支持针对光驱动发动机和电驱动发动机的instanceof操作。也就是说,如果查询一个光电驱动的发动机是光驱动的,还是电驱动的,得到的答案是:都不是。
如果让SolarBatteryPowered从SolarPoweredMotor(或BatteryPoweredMotor)抽象类派生,类似的问题也会出现,SolarBatteryPowered将不支持针对BatteryPoweredMotor(或SolarPoweredMotor)的instanceof操作。从行为上看,光电驱动的发动机必须同时从两个抽象类派生,但Java语言不允许多重继承。之所以会出现这个问题,根本的原因在于使用抽象类不仅意味着定义特定的行为,而且意味着定义实现的模式。也就是说,应该定义一个发动机如何获得行为的模型,而不仅仅是声明发动机具有某一个行为。
通过接口建立行为模型
如果用接口来建立行为模型,就可以避免隐含地规定实现模式。例如,前面的几个行为改用接口定义如下。
行为1:
代码
public interface Motor(){
public int getHorsepower();
}
行为2:
代码
public interface BatteryPoweredMotor extends Motor(){
public int getTimeToRecharge();
}
行为3:
代码
public interface SolarPoweredMotor extends Motor{
abstract public int getLumensToOperate();
}
现在光电驱动的发动机可以描述为:
代码
public DualPoweredMotor implements SolarPoweredMotor, BatteryPoweredMotor{}
DualPoweredMotor只继承行为定义,而不是行为的实现模式,如图2所示。
在使用接口的同时仍旧可以使用抽象类,不过这时抽象类的作用是实现行为,而不是定义行为。只要实现行为的类遵从接口定义,即使它改变了父抽象类,也不用改变其它代码与之交互的方式。特别是对于公用的实现代码,抽象类有它的优点。抽象类能够保证实现的层次关系,避免代码重复。然而,即使在使用抽象类的场合,也不要忽视通过接口定义行为模型的原则。从实践的角度来看,如果依赖于抽象类来定义行为,往往导致过于复杂的继承关系,而通过接口定义行为能够更有效地分离行为与实现,为代码的维护和修改带来方便。
Java接口特性学习
在Java中看到接口,第一个想到的可能就是C++中的多重继承和Java中的另外一个关键字abstract。从另外一个角度实现多重继承是接口的功能之一,接口的存在可以使Java中的对象可以向上转型为多个基类型,并且和抽象类一样可以防止他人创建该类的对象,因为接口不允许创建对象。
interface关键字用来声明一个接口,它可以产生一个完全抽象的类,并且不提供任何具体实现。interface的特性整理如下:
1. 接口中的方法可以有参数列表和返回类型,但不能有任何方法体。
2. 接口中可以包含字段,但是会被隐式的声明为static和final。
3. 接口中的字段只是被存储在该接口的静态存储区域内,而不属于该接口。
4. 接口中的方法可以被声明为public或不声明,但结果都会按照public类型处理。
5. 当实现一个接口时,需要将被定义的方法声明为public类型的,否则为默认访问类型,Java编译器不允许这种情况。
6. 如果没有实现接口中所有方法,那么创建的仍然是一个接口。
7. 扩展一个接口来生成新的接口应使用关键字extends,实现一个接口使用implements。
interface在某些地方和abstract有相似的地方,但是采用哪种方式来声明类主要参照以下两点:
1. 如果要创建不带任何方法定义和成员变量的基类,那么就应该选择接口而不是抽象类。
2. 如果知道某个类应该是基类,那么第一个选择的应该是让它成为一个接口,只有在必须要有方法定义和成员变量的时候,才应该选择抽象类。因为抽象类中允许存在一个或多个被具体实现的方法,只要方法没有被全部实现该类就仍是抽象类。
以上就是接口的基本特性和应用的领域,但是接口绝不仅仅如此,在Java语法结构中,接口可以被嵌套,既可以被某个类嵌套,也可以被接口嵌套。这在实际开发中可能应用的不多,但也是它的特性之一。需要注意的是,在实现某个接口时,并不需要实现嵌套在其内部的任何接口,而且,private接口不能在定义它的类之外被实现。