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Java語言接口與繼承的本質

編輯:JAVA編程入門知識

  計算機學院研二的兄弟與我討論Java,一見面,幾個問題全是關於接口,接口有什麼用?為什麼要用接口?什麼時候該使用接口?很慶幸他們不是問我Java如何連接SQL Server,或者是如何開發J2EE應用,這類問題有殺傷力,避之則吉。今年計算機學院本科有個畢業設計課題是做J2ME,選這個題目的學生在5月末都還在苦著臉研究java.util.*這個包,這個這個……唉。

  大多數人認為,接口的意義在於頂替多重繼承。眾所周知Java沒有c++那樣多重繼承的機制,但是卻能夠實作多個接口。其實這樣做是很牽強的,接口和繼承是完全不同的東西,接口沒有能力代替多重繼承,也沒有這個義務。接口的作用,一言以蔽之,就是標志類的類別(type of class)。把不同類型的類歸於不同的接口,可以更好的管理他們。OO的精髓,我以為,是對對象的抽象,最能體現這一點的就是接口。為什麼我們討論設計模式都只針對具備了抽象能力的語言(比如c++、java、c#等),就是因為設計模式所研究的,實際上就是如何合理的去抽象。(cowboy的名言是“抽象就是抽去像的部分”,看似調侃,實乃至理)。

  設計模式中最基礎的是工廠模式(Factory),在我最近的一個很簡單的應用中,我想盡量的讓我的程序能夠在多個數據庫間移植,當然,這涉及很多問題,單是如何兼容不同DBMS的SQL就讓人頭痛。我們不妨先把問題簡單化,只考慮如何連接不同的數據庫。

  假設我有很多個類,分別是Mysql.java、SQLServer.java、Oracle.java、DB2.java,他們分別連接不同的數據庫,統一返回一個Connection對象,並且都有一個close方法,用於關閉連接。只需要針對你的DBMS,選擇不同的類,就可以用了,但是我的用戶他會使用什麼數據庫?我不知道,我希望的是盡量少的修改代碼,就能滿足他的需要。我可以抽象如下接口:

  package org.bromon.test;
  public interface DB
  {
  java.sql.Connection openDB(String url,String user,String password);
  void close();
  }

  這個接口只定義兩個方法,沒有任何有實際意義的代碼,具體的代碼由實作這個接口的類來給出,比如Mysql.java:

  Package org.bromon.test;
  import java.sql.*;
  public class Mysql implements DB
  {
  private String url=”jdbc:mysql:localhost:3306/test”;
  private String user=”root”;
  private String password=””;
  private Connection conn;
  public Connection openDB(url,user,password)
  {
    //連接數據庫的代碼
  }

  public void close()
  {
    //關閉數據庫
  }
  }

  類似的當然還有Oracle.java等等,接口DB給這些類歸了個類,在應用程序中我們這樣定義對象:

  org.bromon.test.DB myDB;

  使用myDB來操作數據庫,就可以不用管實際上我所使用的是哪個類,這就是所謂的“開-閉”原則。但是問題在於接口是不能實例化的,myDB=new DB(),這樣的代碼是絕對錯誤的,我們只能myDB=new Mysql()或者myDB=new Oracle()。麻煩了,我還是需要指定具體實例化的是哪個類,用了接口跟沒用一樣。所以我們需要一個工廠:

  package org.bromon.test;
  public class DBFactory
  {
  public static DB Connection getConn()
  {
    Return(new Mysql());
  }
  }

  所以實例化的代碼變成:myDB=DBFactory.getConn();

  這就是23種模式中最基礎的普通工廠(Factory),工廠類負責具體實例化哪個類,而其他的程序邏輯都是針對DB這個接口進行操作,這就是“針對接口編程”。責任都被推卸給工廠類了,當然你也可以繼續定義工廠接口,繼續把責任上拋,這就演變成抽象工廠(Abstract Factory)。

  整個過程中接口不負責任何具體操作,其他的程序要連接數據庫的話,只需要構造一個DB對象就OK,而不管工廠類如何變化。這就是接口的意義----抽象。

  繼承的概念不用多說,很好理解。為什麼要繼承呢?因為你想重用代碼?這絕對不是理由,繼承的意義也在於抽象,而不是代碼重用。如果對象A有一個run()方法,對象B也想有這個方法,所以有人就Class B extends A。這是不經大腦的做法。如果在B中實例化一個A,調用A的Run()方法,是不是可以達到同樣的目的?如下:

  Class B
  {
  A a=new A();
  a.run();
  }

  這就是利用類的聚合來重用代碼,是委派模式的雛形,是GoF一貫倡導的做法。

  那麼繼承的意義何在?其實這是歷史原因造成的,最開始的OO語言只有繼承,沒有接口,所以只能以繼承來實現抽象,請一定注意,繼承的本意在於抽象,而非代碼重用(雖然繼承也有這個作用),這是很多Java爛書最嚴重的錯誤之一,它們所造成的陰影,我至今還沒有完全擺脫,壞書害人啊,尤其是入門類的,流毒太大。什麼時候應該使用繼承?只在抽象類中使用,其他情況下盡量不使用。抽象類也是不能實例化的,它僅僅提供一個模版而已,這就很能說明問題。

  軟件開發的萬惡之源,一是重復代碼而不是重用代碼,二是爛用繼承,尤以c++程序員為甚。Java中取締多重繼承,目的就是制止爛用繼承,實是非常明智的做法,不過很多人都不理解。Java能夠更好的體現設計,這是讓我入迷的原因之一。

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