Java 通过接口引用对象详解

  条目 51 指出,应该使用接口而不是类作为参数类型。更一般地说,你应该优先使用接口而不是类来引用对象。如果存在合适的接口类型,那么应该使用接口类型声明参数、返回值、变量和字段。 惟一真正需要引用对象的类的时候是使用构造函数创建它的时候。为了具体说明这一点,考虑 LinkedHashSet 的情况,它是 Set 接口的一个实现。声明时应养成这样的习惯:

// Good - uses interface as type
Set<Son> sonSet = new LinkedHashSet<>();

  而不是这样:

// Bad - uses class as type!
LinkedHashSet<Son> sonSet = new LinkedHashSet<>();

  如果你养成了使用接口作为类型的习惯,那么你的程序将更加灵活。 如果你决定要切换实现,只需在构造函数中更改类名(或使用不同的静态工厂)。例如,第一个声明可以改为:

Set<Son> sonSet = new HashSet<>();

  所有的代码都会继续工作。周围的代码不知道旧的实现类型,所以它不会在意更改。

  有一点值得注意:如果原实现提供了接口的通用约定不需要的一些特殊功能,并且代码依赖于该功能,那么新实现提供相同的功能就非常重要。例如,如果围绕第一个声明的代码依赖于 LinkedHashSet 的排序策略,那么在声明中将 HashSet 替换为 LinkedHashSet 将是不正确的,因为 HashSet 不保证迭代顺序。

  那么,为什么要更改实现类型呢?因为第二个实现比原来的实现提供了更好的性能,或者因为它提供了原来的实现所缺乏的理想功能。例如,假设一个字段包含一个 HashMap 实例。将其更改为 EnumMap 将为迭代提供更好的性能和与键的自然顺序,但是你只能在键类型为 enum 类型的情况下使用 EnumMap。将 HashMap 更改为 LinkedHashMap 将提供可预测的迭代顺序,性能与 HashMap 相当,而不需要对键类型作出任何特殊要求。

  你可能认为使用变量的实现类型声明变量是可以的,因为你可以同时更改声明类型和实现类型,但是不能保证这种更改会正确编译程序。如果客户端代码对原实现类型使用了替换时不存在的方法,或者客户端代码将实例传递给需要原实现类型的方法,那么在进行此更改之后,代码将不再编译。使用接口类型声明变量可以保持一致。

  如果没有合适的接口存在,那么用类引用对象是完全合适的。 例如,考虑值类,如 StringBigInteger。值类很少在编写时考虑到多个实现。它们通常是 final 的,很少有相应的接口。使用这样的值类作为参数、变量、字段或返回类型非常合适。

  没有合适接口类型的第二种情况是属于框架的对象,框架的基本类型是类而不是接口。如果一个对象属于这样一个基于类的框架,那么最好使用相关的基类来引用它,这通常是抽象的,而不是使用它的实现类。在 java.io 类中许多诸如 OutputStream 之类的就属于这种情况。

  没有合适接口类型的最后一种情况是,实现接口但同时提供接口中不存在的额外方法的类,例如,PriorityQueue 有一个在 Queue 接口上不存在的比较器方法。只有当程序依赖于额外的方法时,才应该使用这样的类来引用它的实例,这种情况应该非常少见。

  这三种情况并不是面面俱到的,而仅仅是为了传达适合通过类引用对象的情况。在实际应用中,给定对象是否具有适当的接口应该是显而易见的。如果是这样,如果使用接口引用对象,程序将更加灵活和流行。如果没有合适的接口,就使用类层次结构中提供所需功能的最底层的类

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