文章目錄

• 前言
• 一、什么是面向抽象編程？
• 二、傳統(tǒng)場景的類設(shè)計
• • 2.1、項目場景設(shè)計
  • 2.2、傳統(tǒng)類設(shè)計存在的問題
• 三、采用面向抽象編程的類設(shè)計
• • 3.1、設(shè)計一個抽象類/接口
  • 3.2、采用上轉(zhuǎn)型對象/接口回調(diào)調(diào)用子類方法
  • 3.3、重新設(shè)計子類/被實現(xiàn)類
  • 3.4、面向抽象編程的具體實現(xiàn)
• 四、面向抽象編程的優(yōu)勢
• 總結(jié)

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前言

面向抽象原則是面向?qū)ο笏拇蠡驹瓌t的第一條，其重要性不言而喻，面向抽象原則分為抽象類、接口以及面向抽象編程，在之前的內(nèi)容中我們詳細(xì)介紹了抽象類與接口，并對二者進(jìn)行了對比，在本文中我們將詳細(xì)介紹什么是面向抽象編程，它與傳統(tǒng)編程相比有什么優(yōu)勢？在開發(fā)中又該如何切實應(yīng)用。

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一、什么是面向抽象編程？

面向抽象編程就是在設(shè)計一個類時，不讓該類面向具體的類，而是面向抽象類或接口，即所設(shè)計的類中的重要數(shù)據(jù)是抽象類或接口聲明的變量，而不是具體類聲明的變量。

下面我們將在具體的案例中進(jìn)一步分析傳統(tǒng)類設(shè)計與面向抽象編程的類設(shè)計的區(qū)別。

二、傳統(tǒng)場景的類設(shè)計

在探討面向抽象編程之前，先看一下我們常規(guī)對于一個類的設(shè)計是什么樣的。

2.1、項目場景設(shè)計

項目場景：現(xiàn)在我們需要求一個圓柱體的體積，需要創(chuàng)建兩個類，圓類 Circle 和圓柱體類 Pillar。

首先我們創(chuàng)建一個 Circle 類，該類創(chuàng)建的對象 circle 調(diào)用 getArea() 方法可以計算出圓的面積，Circle 類的代碼如下：

package com.bailu.principle;public class Circle {final double PI = 3.14159;// 定義一個常量double r;/** 定義一個無參構(gòu)造*/Circle() {}Circle(double r) {this.r = r;}public double getArea() {return (PI * r * r);} }

接著我們再設(shè)計一個圓柱類 Pillar，該類創(chuàng)建的對象 pillar 調(diào)用 getVolume() 方法可以計算圓柱體的體積，Pillar 類的代碼如下：

package com.bailu.principle;public class Pillar {Circle bottom;// 將Circle類聲明的對象作為成員，圓柱體的底double height;/** 定義一個無參構(gòu)造*/Pillar() {}Pillar(Circle bottom, double height) {this.bottom = bottom;this.height = height;}public double getVolume() {return bottom.getArea() * height;} }

2.2、傳統(tǒng)類設(shè)計存在的問題

在上面的圓柱體類 Pillar 中，bottom 是用具體類 Circle 聲明的變量，如果在實際開發(fā)中不涉及用戶需要的變化，這樣設(shè)計并沒有什么不妥，但是某些時候，如果用戶希望將圓柱體改為三菱柱。顯然 Pillar 類是無法滿足的，并不能滿足用戶的需求。

那我們就需要對 Pillar 類進(jìn)行修改。對于需要我們需要明確，柱體計算體積關(guān)鍵點在于計算底面積。我們不應(yīng)該關(guān)心它的底具體是什么樣的形狀，而應(yīng)該關(guān)心是否有計算面積的方法。

即我們在設(shè)計類的時候不應(yīng)該將柱體的底看做某個具體類聲明的變量，我們上面這樣做，Pillar 類太過于依賴具體類，缺乏彈性，難以應(yīng)對需求的變化。

三、采用面向抽象編程的類設(shè)計

3.1、設(shè)計一個抽象類/接口

如果我們采用面向抽象編程重新進(jìn)行設(shè)計，首先需要設(shè)計一個抽象類用來獲取柱體底面積，該抽象類（或接口）我們定義為 Geometry()，我們在其中定義一個 getArea() 的抽象方法，具體代碼如下：

package com.bailu.principle;public abstract class Geometry {// 如果使用的是接口，用interface定義即可public abstract double getArea(); }

現(xiàn)在我們就可以面向 Geometry 類進(jìn)行編碼，即通過上轉(zhuǎn)型對象/接口回調(diào)的方式，調(diào)用 Geometry 子類重寫的 getArea() 方法，這樣 Pillar 類就可以將計算柱體底面積的任務(wù)指派給 Geometry 子類的實例。

3.2、采用上轉(zhuǎn)型對象/接口回調(diào)調(diào)用子類方法

現(xiàn)在我們重新設(shè)計 Pillar 類不再依賴具體類，而是面向我們創(chuàng)建的抽象類/接口 Geometry，即 bottom 不再是具體類 Circle 聲明的變量，重新設(shè)計后 Pillar 類代碼如下：

package com.bailu.principle;public class Pillar {Geometry bottom;// bottom是抽象類Geometry聲明的變量double height;/** 定義一個無參構(gòu)造*/Pillar() {}Pillar(Geometry bottom, double height) {this.bottom = bottom;this.height = height;}public double getVolume() {return bottom.getArea() * height;// bottom可以調(diào)用子類重寫的getArea()方法} }

3.3、重新設(shè)計子類/被實現(xiàn)類

在采用面向抽象編程之后，我們就可以根據(jù)客戶需求對柱體要求的不同底進(jìn)行設(shè)計。如圓形底和矩形底，我們創(chuàng)建抽象類 Geometry 的子類 Circle 和 Rectangle，重寫 Geometry 類的抽象方法 getArea()計算各自面積。

Circle 類對應(yīng)代碼如下：

package com.bailu.principle;/** 當(dāng)柱體的底為圓時*/ public class Circle extends Geometry {final double PI = 3.14159;// 定義一個常量double r;/** 定義一個無參構(gòu)造*/Circle() {}Circle(double r) {this.r = r;}@Overridepublic double getArea() {return (PI * r * r);} }

Rectangle 類對應(yīng)代碼如下：

package com.bailu.principle;/** 當(dāng)柱體的底為矩形時*/ public class Rectangle extends Geometry {double a, b;// 定義矩形的長寬/** 創(chuàng)建一個無參構(gòu)造*/Rectangle() {}Rectangle(double a, double b) {this.a = a;this.b = b;}@Overridepublic double getArea() {return a * b;} }

3.4、面向抽象編程的具體實現(xiàn)

現(xiàn)在我們就可以使用 Pillar 類創(chuàng)建出不同形狀底的柱體了，實現(xiàn)代碼如下：

package com.bailu.principle;public class ApplicationPillar {public static void main(String[] args) {Pillar pillar;Geometry bottom;bottom = new Rectangle(2, 3);// 抽象類的實例作為Rectangle類的上轉(zhuǎn)型對象pillar = new Pillar(bottom, 3);System.out.println("矩形底柱體體積為： " + pillar.getVolume());bottom = new Circle(2);// 抽象類的實例作為Circle類的上轉(zhuǎn)型對象pillar = new Pillar(bottom,2);System.out.println("圓底柱體體積為： " + pillar.getVolume());} }

運行結(jié)果具體如下圖所示：

四、面向抽象編程的優(yōu)勢

通過上面的案例我們可以發(fā)現(xiàn)，采用面向編程來設(shè)計 Pillar 類，使得 Pillar 類不再依賴于具體的某個類（Circle 類、Rectangle 類），當(dāng)我們有新的需求增加時，我們只需要增加 Geometry 的子類即可，如增加一個三角形底的子類 Triangle，并不需要修改 Pillar 類的任何代碼就可以創(chuàng)建出三角形底的柱體。

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總結(jié)

在本文給大家介紹了什么是面向抽象編程，并通過與傳統(tǒng)類設(shè)計的對比使大家明確面向抽象編程的優(yōu)勢，設(shè)計一個類時，不讓該類面向具體的類，而是面向抽象類或接口，即所設(shè)計的類中的重要數(shù)據(jù)是抽象類或接口聲明的變量，而不是具體類聲明的變量，這樣就算需求發(fā)生變化，我們只需要增加或修改抽象類子類內(nèi)容即可，而無需修改其他代碼。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 设计模式 Day3 之面向抽象原则：什么是面向抽象编程？面向抽象编程如何应用？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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