为什么要声明一个接口，然后在 Java 中用它实例化一个对象？

Question

我和一个朋友正在学习 Java。今天我们正在研究接口，我们就如何使用接口进行了一些讨论。

我朋友给我看的示例代码包含以下内容：

IVehicle modeOfTransport1 = new Car();
IVehicle modeOfTransport2 = new Bike();

IVehicle 是在汽车和自行车类中实现的接口。 当定义一个接受 IVehicle 作为参数的方法时，您可以使用接口方法，并且当您运行代码时，上述对象正常工作。但是，当您像通常这样声明汽车和自行车时，这非常有效：

Car modeOfTransport1 = new Car();
Bike modeOfTransport2 = new Bike();

所以，我的问题是 - 为什么在声明和实例化 modeOfTransport 对象时使用前一种方法而不是后一种方法？有关系吗？

Answer 1

使用接口声明它们有一个很大的好处，即所谓的“编码到接口”，而不是“编码到实现”是一个很大的Object Oriented Design (OOD)原理，这样你就可以声明一个这样的方法：

public void (IVehicle myVehicle)

这将接受任何实现该接口的对象，然后在运行时它将像这样调用实现：

public void (IVehicle myVehicle)
{
    myVehicle.run() //This calls the implementation for that particular vehicle.
}

要回答最初的问题，为什么要使用其中一个，原因有几个：

1) 使用接口声明它们意味着您以后可以将该值替换为实现该接口的任何其他具体类，而不是被锁定在该特定具体类中

2) 您可以通过使用接口声明它们来充分利用多态性，因为每个实现都可以在运行时调用正确的方法。

3）你遵循OOD原则的代码到一个接口

Answer 2

那里没关系。

真正重要的是需要在 IVehicle 上操作的其他接口。如果它们接受参数并作为 IVehicle 返回值，那么代码将更容易扩展。

如您所述，这些对象中的任何一个都可以传递给接受 IVehicle 作为参数的方法。

如果您有使用 Car 或 Bike 特定操作的后续代码，那么将它们声明为 Car 或 Bike 将是有利的。 Car 和 Bike 特定操作可用于每个相关对象，并且两者都可以作为 IVehicle 使用（即可以传递）。

Answer 3

你真的在问：我应该使用什么引用类型？

一般来说，您希望尽可能使用通用的引用类型，它仍然可以让您访问所需的行为。这意味着您的具体类型的任何接口或父类，而不是具体类型本身。当然，不要过分强调这一点——例如，您当然不想将所有内容都声明为Object！

考虑以下选项：

Set<String> values1 = new TreeSet<String>();
TreeSet<String> values2 = new TreeSet<String>();
SortedSet<String> values3 = new TreeSet<String>();

这三个都是有效的，但通常values1 的第一个选项更好，因为您只能访问Set 接口的行为，所以稍后您可以很容易地换成另一个实现：

Set<String> values1 = new HashSet<String>();

小心使用第二个选项values2。它允许您使用TreeSet 实现的特定行为，从而在Set 的不同实现中进行交换变得更加困难。只要这是你的目标，这很好。因此，在您的示例中，仅当您需要访问不在 IVehicle 接口中的内容时才使用 Car 或 Bike 引用。请注意，以下内容不起作用：

TreeSet<String> values2 = new HashSet<String>(); // does not compile!

仍然有些时候您需要访问不是最通用类型的方法。这在第三个选项values3 中进行了说明——引用比Set 更具体，这允许您以后依赖SortedSet 的行为。

TreeSet<String> values3 = new ConcurrentSkipListSet<String>();

关于引用类型的问题不仅适用于声明变量的地方，还适用于必须指定每个参数类型的方法。幸运的是，“尽可能通用引用类型”的经验法则也适用于方法参数。

Answer 4

编程到接口而不是实现。

当您对接口进行编程时，您将编写可以处理任何类型车辆的代码。因此，将来您的代码无需修改即可与火车和飞机一起使用。

如果您忽略该界面，那么您将被困在汽车和自行车上，任何新的车辆都需要额外的代码修改。

这背后的原理是：

对扩展开放，对修改关闭。

Answer 5

因为你并不真正关心实现是什么......只关心它的行为是什么。

假设你有一只动物

interface Animal {
    String speak();
}

class Cat implements Animal {

    void claw(Furniture f) { /* code here */ }

    public String speak() { return "Meow!" }
}

class Dog implements Animal {

    void water(FireHydrant fh) { /* code here */ }

    public String speak() { return "Woof!"; }
}

现在你想给你的孩子一只宠物。

Animal pet = new ...?
kid.give(pet);

然后你会得到它

Animal pet = kid.getAnimal();

你不想去

pet.claw(favorateChair);

因为你不知道孩子有没有狗。而你不在乎。你只知道——动物——是可以说话的。你对它们与家具或消防栓的相互作用一无所知。你知道动物是用来说话的。它会让你的女儿咯咯地笑（或不笑！）

kid.react(pet.speak());

这样，当你做金鱼时，孩子的反应很蹩脚（原来金鱼不会说话！）但是当你放入熊时，反应很可怕！

如果你说，你就不能这样做

Cat cat = new Cat();

因为您将自己限制在猫的能力范围内。

Answer 6

老实说，你的论点是没有实际意义的。这里发生的是对IVehicle 的隐式转换。您和您的朋友似乎在争论是立即（根据第一个代码清单）还是稍后（当您调用该方法时，根据第二个代码清单）更好。无论哪种方式，它都将被隐式转换为IVehicle，所以真正的问题是——您需要处理汽车，还是只处理车辆？如果您只需要一辆 IVehicle，那么第一种方式非常好（如果以后您想透明地将汽车换成自行车，则更可取）。如果您需要在代码中的其他位置将其视为汽车，则将其保留为汽车。

Answer 7

声明接口并用对象实例化它们允许一个强大的概念，称为polymorphism。

List<IVehicle> list = new ArrayList<IVehicle>();
list.add(new Car());
list.add(new Bike());

for (int i = 0; i < list.size(); ++i)
    list.get(i).doSomeVehicleAction();   // declared in IVehicle and implemented differently in Car and Bike

要明确回答这个问题：您将使用接口声明（即使您知道具体类型），以便可以将多个类型（实现相同接口）传递给方法或集合；那么无论实际类型是什么，都可以调用每个实现类型共有的行为。

Answer 8

好吧，接口是行为，类是它们的实现，所以以后会有好几次你只知道行为（接口）的情况下进行编程。并利用它，您将实施它们以从中受益。它基本上用于通过仅告诉用户行为（接口）来向用户隐藏实现细节。

Answer 9

你的直觉是正确的；变量的类型应尽可能具体。

这不同于方法返回类型和参数类型； API 设计者希望稍微抽象一点，以便 API 更加灵活。

变量不是 API 的一部分。它们是实现细节。抽象通常不适用。

Answer 10

使用“IVehicle modeOfTransport1 = new Car();”，只有 Car 拥有的方法不能被 modeOfTransport1 访问。反正我也不知道是什么原因。