Java - 從接口類型而不是類聲明

Question

在我尋求正確掌握界面最佳實踐的過程中，我注意到以下聲明：

List<String> myList = new ArrayList<String>();

代替

ArrayList<String> myList = new ArrayList<String>();

-據我所知，原因是它允許靈活性，以防有一天您不想實現 ArrayList 而可能是另一種類型的列表。

用這個邏輯，我設置了一個例子：

public class InterfaceTest {

    public static void main(String[] args) {

        PetInterface p = new Cat();
        p.talk();

    }

}

interface PetInterface {                

    public void talk();

}

class Dog implements PetInterface {

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("Bark!");
    }

}

class Cat implements PetInterface {

    @Override
    public void talk() {
        System.out.println("Meow!");
    }

    public void batheSelf() {
        System.out.println("Cat bathing");
    }

}

我的問題是，我無法訪問 BatheSelf() 方法，因為它只存在於 Cat 中。 這讓我相信，如果我只打算使用在接口中聲明的方法（而不是來自子類的額外方法），我應該只從接口聲明，否則我應該直接從類聲明（在這種情況下為 Cat）。 我在這個假設中正確嗎？

Answer 1

當需要選擇通過interface引用對象還是通過class引用對象時，應首選前者，但前提是存在適當的類型。

以String implements CharSequence為例。 在所有情況下，您不應該盲目地使用CharSequence而不是String ，因為這會拒絕您進行簡單的操作，例如trim() 、 toUpperCase()等。

然而，一個只需要一個String來關心它的char值序列的方法應該使用CharSequence代替，因為在這種情況下這是合適的類型。 實際上replace(CharSequence target, CharSequence replacement) String類中的replace(CharSequence target, CharSequence replacement)就是這種情況。

另一個例子是java.util.regex.Pattern及其Matcher matcher(CharSequence)方法。 這使得Matcher可以從Pattern創建，不僅用於String ，還用於所有其他CharSequence 。

在庫中應該使用interface但不幸沒有使用的一個很好的例子也可以在Matcher找到：它的appendReplacement和appendTail方法只接受StringBuffer 。 自 1.5 以來，此類已在很大程度上被其更快的表親StringBuilder所取代。

StringBuilder不是StringBuffer ，因此我們不能將前者與Matcher的append…方法一起使用。 但是，它們都implements Appendable （也在 1.5 中引入）。 理想情況下Matcher的append…方法應該接受任何Appendable ，然后我們就可以使用StringBuilder以及所有其他可用的Appendable ！

因此，我們可以看到，當存在通過接口引用對象的適當類型時，這是一種強大的抽象，但前提是這些類型存在。 如果該類型不存在，那么您可以考慮定義自己的類型（如果有意義）。 例如，在這個Cat示例中，您可以定義interface SelfBathable 。 然后，而不是引用Cat ，您可以接受任何SelfBathable對象（例如Parakeet ）

如果創建一個新類型沒有意義，那么你可以通過它的class來引用它。

也可以看看

• Effective Java 2nd Edition，Item 52：通過接口引用對象

  如果存在合適的接口類型，則參數、返回值和字段都應使用接口類型聲明。 如果你養成使用接口類型的習慣，你的程序就會靈活得多。 如果不存在適當的接口，則通過類引用對象是完全合適的。

相關鏈接

• 錯誤號：5066679 - java.util.regex.Matcher應該更多地使用Appendable

Answer 2

是的，你是對的。 您應該聲明為最通用的類​​型，提供您使用的方法。

這就是多態的概念。

Answer 3

您是對的，但如果需要，您可以從界面投射到所需的寵物。 例如：

PetInterface p = new Cat();
((Cat)p).batheSelf();

當然，如果您嘗試將您的寵物投給狗，則不能調用 BatheSelf() 方法。 它甚至不會編譯。 因此，為了避免出現問題，您可以使用這樣的方法：

public void bathe(PetInterface p){
    if (p instanceof Cat) {
        Cat c = (Cat) p;
        c.batheSelf();
    }
}

使用instanceof ，請確保不會在運行時嘗試讓狗自己洗澡。 這會引發錯誤。

Answer 4

是的，你是對的。 通過讓 Cat 實現“PetInterface”，您可以在上面的示例中使用它並輕松添加更多種類的寵物。 如果您確實需要特定於 Cat，則需要訪問 Cat 類。

Answer 5

您可以從 Cat 中的talk中調用方法batheSelf 。

Answer 6

通常，與具體類相比，您應該更喜歡接口。 沿着這些思路，如果您可以避免使用 new 運算符（它總是需要一個具體的類型，就像在您的新 ArrayList 示例中一樣），那就更好了。

這一切都與管理代碼中的依賴項有關。 最好只依賴高度抽象的事物（如接口），因為它們也往往非常穩定（請參閱http://objectmentor.com/resources/articles/stability.pdf ）。 因為它們沒有代碼，所以只有在 API 更改時才必須更改它們……換句話說，當您希望該接口向世界呈現不同的行為時，即設計更改時。

另一方面，課程一直在變化。 依賴於類的代碼並不關心它如何做，只要 API 的輸入和輸出不改變，調用者就不應該關心。

您應該努力根據開閉原則（參見http://objectmentor.com/resources/articles/ocp.pdf ）確定類的行為，這樣即使添加功能，現有接口也不需要更改，您可以指定一個新的子接口。

避免使用 new 運算符的舊方法是使用抽象工廠模式，但這有其自身的一系列問題。 更好的是使用像 Guice 這樣的工具進行依賴注入，並且更喜歡構造函數注入。 在開始使用依賴注入之前，請確保您了解依賴倒置原則（請參閱http://objectmentor.com/resources/articles/dip.pdf ）。 我見過很多人注入了不適當的依賴項，然后抱怨這個工具對他們沒有幫助……它不會讓你成為一個偉大的程序員，你仍然必須適當地使用它。

示例：您正在編寫一個幫助學生學習物理的程序。 在這個程序中，學生可以將一個球放在各種物理場景中並觀察它的行為：從懸崖上的大炮中射出它，把它放在水下，在深空等等。 問題：你想包括一些關於球的重量的東西Ball API 中的球……您應該包含 getMass() 方法還是 getWeight() 方法？

重量取決於球碰巧所處的環境。調用者可以方便地調用一個方法並在任何地方獲取球的重量，但是如何編寫這個方法呢？ 每個球實例必須不斷跟蹤它的位置以及當前的重力常數是多少。 所以你應該更喜歡 getMass()，因為質量是球的固有屬性，不依賴於它的環境。

等等，如果你只使用 getWeight(Environment) 呢？ 這樣，球實例就可以從環境中取出當前的 g 並繼續……更好的是，您可以使用 Guice 在球的構造函數中注入環境！ 這是我經常看到的濫用類型，人們最終指責 Guice 無法像他們希望的那樣無縫地處理依賴注入。

這里的問題不是 Guice，而是 Ball API 設計。 重量不是球的固有屬性，因此它不是應該可以從球獲得的屬性。 相反，Ball 應該使用 getMass() 方法實現 MassiveObject 接口，而 Environment 應該有一個名為 getWeightOf(MassiveObject) 的方法。 環境的內在是它自己的萬有引力常數，所以這要好得多。 而 Environment 現在只依賴於一個簡單的接口，MassiveObject……但它的工作是包含對象，所以這應該是。

Answer 7

為什么不簡單地這樣做！

Cat c = new Cat();
PetInterface p = (PetInterface)c;
p.talk();
c.batheSelf();

現在我們只有一個對象，可以使用 2 個引用來操作它。
引用 p 可用於調用接口中定義的函數，而 c 僅可用於調用類（或超類）中定義的函數。