文章是学习
《设计模式之美》- 王争的总结
1 引言
面向对象编程中，抽象类和接口是经常被用到的语法概念，也是面向对象四大特性，和很多设计模式、设计思想、设计原则编程实现的基础。比如使用接口来实现面向对象的抽象特性、多态特性和基于接口而非实现的设计原则，使用抽象类来实现面向对象的继承特性和模板设计模式等。
2 概述
什么是抽象类和接口？
抽象类其实就是一种特殊的不能被实例化的类，只能被子类继承，继承关系是一种 is-a 的关系。接口时一种 has-a 关系，表示具有某些功能，还可以叫为协议（contract）。
抽象类
- 抽象类不允许被实例化，只能被继承。
- 抽象类可以包含属性和方法。方法可以包含代码是吸纳，也可以不包含代码实现。不包含代码实现的方法叫抽象方法。
- 子类继承抽象类，必须实现抽象类中的所有抽象方法。
TypeScript 和 Java 一样使用关键词 abstract 来定义抽象类，举例：
/**
* 抽象类
*/
abstract class Logger {
private name: string;
private enabled: boolean;
constructor(name: string, enabled: boolean) {
this.name = name;
this.enabled = enabled;
}
public log(message: string): void {
if (!this.enabled) {
return;
}
this.doLog(message);
}
protected abstract doLog(message: string): void;
}
// 抽象类子类，输出到日记文件
// Non-abstract class 'FileLogger' does not implement inherited abstract member 'doLog' from class 'Logger'.ts(2515)
class FileLogger extends Logger {}
接口
- 接口不能包含属性（成员变量）。
- 接口只能声明方法，方法不能包含代码实现。
- 类实现接口的时候，必须实现接口中声明的所有方法。
下面看一下 TypeScript 的接口例子代码：
// 模拟代码，定义类型
interface RpcRequest {}
// Filter 接口
interface Filter {
doFilter(req: RpcRequest): void;
}
// 接口实现：鉴权过滤器
class AuthencationFilter implements Filter {
doFilter(req: RpcRequest): void {
// 省略逻辑
}
}
// 接口实现：限流过滤器
class RateLimitFilter implements Filter {
doFilter(req: RpcRequest): void {
// 省略逻辑
}
}
// 过滤器使用 demo
class Applicaption {
private filters: Array<Filter> = [];
public handleRpcRequest(req: RpcRequest) {
try {
for (const filter of this.filters) {
filter.doFilter(req);
}
} catch (error) {
// 省略
}
}
}
抽象类和接口能解决什么编程问题？
抽象类能够解决什么编程问题？
抽象类不能实例化，需要子类去继承，所以，抽象类的存在就是为了类继承来使用的，而类继承更多是为了代码复用而生，故认为抽象类是为了更好的解决代码复用问题。
一般的类继承不是也可以解决代码复用的问题了吗？是的，但是会存在一些约束性的问题。假设上面 的抽象类 Logger 是普通的类，一样有 doLog 方法，但子类继承 Logger 时，没有强制让子类去重写父类的doLog 方法，这时候就达不到我们要的多态效果了。此外，Logger 类还可以被直接实例化，这时候new 出来的实例调用的 doLog 方法是空的。
而抽象类就可以很优雅的解决这样的继承问题。
接口可以解决什么编程问题？
接口时对行为的一种抽象，相当于一组协议或者契约，你可以联想类比一下 API 接口，调用者只关注抽象的接口，不需要了解具体的实现，具体的实现代码对调用者透明。接口实现了约定和实现相分离，降低代码间的耦合性，提供代码的可扩展性。
基于接口而非实现编程
应用“基于接口而非实现编程”的原则，可以将接口和实现相分离，封装不稳定的实现，暴露稳定的接口。上游系统面向接口而非实现编程，不依赖不稳定的实现细节，这样当发生变化的时候，上游系统的代码基本上不需要做改动，以此来降低耦合性，提供扩展性。
越抽象、越顶层、越脱离具体某一实现的设计，越能提高代码的灵活性，越能应对未来的需求变化。好的代码设计，不仅能应对当下的需求，而且在将来需求发生变化的时候，仍然能够在不破坏原有代码设计的情况下灵活应对。
先看一下 AliyunImageStore 类
/**
* 图片存储
*/
class AliyunImageStore {
public createBucketIfNotExisting(bucketName: string): void {
// bucket创建逻辑
}
public generateAccessToken(): string {
// 根据 accesskey、secrectkey 生成 access token
const accessToken = '';
return accessToken;
}
public uploadToAliyun(
image: Blob,
bucketName: string,
accessToken: string
): string {
// 上传图片到阿里云，返回图片url
const url = '';
return url;
}
public downloadFromAliyun(url: string, accessToken: string) {
// 从阿里云下载图片
}
}
上边代码没有遵从“基于接口而非实现原则” ：
- 函数命名暴露了实现细节，比如
uploadToAliyun()就不符合要求，应该抽象命名为upload()。 - 封装具体的实现细节。
- 为实现类定义抽象的接口。具体的实现类都依赖统一的接口定义，遵从一致的上传功能协议。使用者依赖接口，而不是具体的实现类来编程。
重构代码后：
// 重构
interface ImageStore {
update(image: Blob, bucketName: string): string;
download(url: string): Blob;
}
class AliyunImageStore implements ImageStore {
update(image: Blob, bucketName: string): string {
this.createBucketIfNotExisting(bucketName);
const accessToken: string = this.generateAccessToken();
// 上传到阿里云得到图片url
return '';
}
download(url: string): Blob {
const accessToken: string = this.generateAccessToken();
// 从阿里云下载图片……
return;
}
public createBucketIfNotExisting(bucketName: string): void {
// bucket创建逻辑
}
public generateAccessToken(): string {
// 根据 accesskey、secrectkey 生成 access token
const accessToken = '';
return accessToken;
}
}
class PrivateImageStorae implements ImageStore {
update(image: Blob, bucketName: string): string {
this.createBucketIfNotExisting(bucketName);
// 上传到私有云，返回图片url……
return;
}
download(url: string): Blob {
// 从私有云下载图片……
return;
}
public createBucketIfNotExisting(bucketName: string): void {
// bucket创建逻辑
}
}
多用组合少用继承
继承主要有三个作用：is-a 关系表示、支持多态、代码复用。这三个特性都可以通过组合、接口、委托三个技术手段来达成。利用组合可以解决层次过深、过复杂的继承关系影响代码可维护性的问题。
3 总结
抽象类和接口，都是面向对象编程中是实现面向对象编程四大特性的基础。但在编程中，需要合理的分析设计与抽象，使用最佳的方案来实现代码，最终的目的还是为了代码的易读性、易扩展、易维护等。只有清除的了解抽象类和接口的区别，以及使用场景，才能更好的运用。也是设计模式、设计原则中的重要基础。