多维度分析：抽象类和接口的区别

【编者按】本文作者是Sebastian Malaca，是面向对象编程的狂热者，不断深化研究整洁代码和高代码质量。本文中，作者通过多个方面深入剖析抽象类和接口的区别，并结合经验供读者借鉴学习，本文系 OneAPM 工程师编译整理。


在开发人员岗位面试时，是否了解抽象类和接口之间的基本区别是一个很重要的考量因素。


显而易见？


完全不是。笔者面试过很多人，通常问的第一个问题是关于接口和抽象类的区别。但实际上很少有程序员能给出正确的答案。


就这个问题来说，初级程序员可能都会清楚之间的区别，可能也并不一定理解其背后的原因，但其结构上的差异，特别是针对特定语言（几乎和所有的面向对象的语言一样）应该深入了解。


同时，笔者也发现其他职位候选人（有时甚至是高级职位）竟然也不知道这之间的差异，或者只知道的一个或几个。


如果只是需要了解这些内容那并不难，但这些都是面向对象的基础知识，因此想要设计良好的代码必须对其有一个深入的认识。


下面将详细介绍这些基础知识。


继承


下面将从众所周知的接口和抽象类的区别开始。这种差异是关于继承的，任何类都可以实现多个接口，但是只能扩展一个类，也只能有一个父类。


多个类扩展是一个语言特性，它存在于一些面向对象的语言。为什么呢？因为它带来的问题往往多于价值。


当一个类有许多父类时，有一个情况就是完全相同的方法会声明多个，因此必须显式地「告知」究竟需要的是哪一个。


这样的代码通常难以维护，因为对其进行的任何修改或者重构都必须小心地检查。另一方面，如果一个类需要扩展（至少）两个拥有相同方法的类，那么 DRY 规则显然会被破坏(因此需要从别处下手），或者说会干扰到 Single Responsibility Principle (SAP)。


「如果多个类的继承如此糟糕，为什么它可以实现许多接口呢？」——如果这样的问题在你的脑海盘旋，我不得不承认这是一个绝妙的问题。


然而，答案很简单。每一个接口都是基于函数而不是一个类去实现。所以，即使实现十个不同的接口，每个包含相同的方法声明，内部也不会发生冲突。接口保证了方法的存在，而不是去说明方法的实现，这意味着，只要不违反 SRP ，你完全可以实现多个接口。


方法的可见度


接口中的所有方法都是 Public 的，但对于抽象类的声明并没有这样的规则，当然不能是 Private 。为什么不能 Private？因为一个抽象方法需要在子类中实现，但 Private 无法访问子类，因此不抽象类不可能存在 Private 属性。


接着回归主题。正如上文写道的，接口是一个函数的保证，你可以把它当作使用接口的类和实现这个接口的类之间的一个合约——保证一个特定类将实现所有声明的方法。这也是为什么这些方法必须是 Public 的原因。因为被严格的限制到了实现上，所以其他一切都不成问题。


然而，当涉及到抽象类时并非这样。我们总是可以有不同的类组，除了这几方面基本上不同以外，其他地方几乎一样，类体的公共方法也是非常相似的。在这种情况下，可以创建 Protected 方法来保持类之间的差异。Template Method 就是一个很典型的例子。


声明和定义


接口只能包含方法声明，而抽象类还可以包含方法的定义。


接口的重点在于提供特定函数，而抽象类还在于子类实现的相似性，不仅仅是其中的函数。


常量


接口和抽象类中都可以定义常量。这是因为这些值不依赖于特定对象，对它们来说都是相同的。


属性


抽象类可以包含属性，但接口却不能。原因与声明和定义是一样的。


总结


除了说明差异，笔者也试图解释它产生的原因。这不仅是因为人们发明某个语言时的突发奇想，而是源于语言背后所支撑的理念。


OneAPM 是应用性能管理领域的新兴领军企业，能帮助企业用户和开发者轻松实现：缓慢的程序代码和 SQL 语句的实时抓取。更多详情请登录oneapm官网