面向“接口”编程和面向“实现”编程

如果你已经读了我的前几篇关于面向对象范式因为受到Rust and Go等语言的影响而发生变化的文章,看到了我正在研究的Rust设计模式,你会发现我对Rust语言十分的偏爱。

除此之外,就在上周末,我读完了经典的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》。这些种种,引起了我对这本书中谈及的一个核心原则的思考:

面向‘接口’编程,而不是面向‘实现’。

这是什么意思?

首先我们需要理解什么是‘接口’,什么是‘实现’。简言之,一个接口就是我们要调用的一系列方法的集合,有对象将会响应这些方法调用。

一个实现就是为接口存放代码和逻辑的地方。

本质上讲,这个原则倡导的是,当我们写一个函数或一个方法时,我们应该引用相应的接口,而不是具体的实现类。

面向‘实现’编程

首先我们看看,如果不遵循这个原则会发生什么。

假设你是《华氏451度》这本书里的“Montag”这个人。大家都知道,书在华氏451度会烧着的。小说中的消防队员只要看到了书就会把它们丢到火里。我们用面向对象的视角说问题,书有一个叫做burn()的方法。

书并不是唯一会燃烧的东西。假设我们还有另外一个东西,比如木头,它也有一个方法叫做burn()。我们用Rust语言来写这段代码,看看在不是面向‘接口’编程的情况下它们是如何燃烧的。

struct Book {
    title: @str,
    author: @str,
}

struct Log {
    wood_type: @str,
}

很直接。我们创建了两个结构体来表示一本书(Book)和一个木头(Log)。下面我们为结构体实现它们的方法:

impl Log {
    fn burn(&self) {
        println(fmt!("The %s log is burning!", self.wood_type));
    }
}

impl Book {
    fn burn(&self) {
        println(fmt!("The book %s by %s is burning!", self.title, self.author));
    }
}

现在LogBook 都有了 burn() 方法,让我们把它们放到火上。

我们首先把木头放到火上:

fn start_fire(lg: Log) {
    lg.burn();
}

fn main() {
    let lg = Log {
        wood_type: @"Oak",
        length: 1,
    };

    // Burn the oak log!
    start_fire(lg);
}

非常顺利,我们得到了输出 “The Oak log is burning!”.

现在,因为我们已经写了一个 start_fire 函数,是否我们可以把书也传进去,因为它们都有 burn()。让我们试一下:

fn main() {
    let book = Book {
        title: @"The Brothers Karamazov",
        author: @"Fyodor Dostoevsky",
    };

    // Let's try to burn the book...
    start_fire(book);
}

可行吗?不行。出现了下面的错误:

mismatched types: expected Log but found Book (expected struct Log but
found struct Book)

说的非常清楚,因为我们写出的函数需要的是一个Log结构体,而不是我们传进去的 Book 结构体。如何解决这个问题?我们可以再写一个这样的方法,把参数改成Book结构体。然而,这并不是一个好的方案。我在两个地方有了两个几乎一样的函数,如果一个修改,我们需要记得修改另外一个。

现在让我们看看面向‘接口’编程如何能解决这个问题。

面向接口编程

我们仍然使用前面的结构体,但这次我们加一个接口。在Rust语言里,接口叫做traits

struct Book {
    title: @str,
    author: @str,
}

struct Log {
    wood_type: @str,
}

trait Burnable {
    fn burn(&self);
}

现在,除了两个结构体外,我们又多了一个叫做Burnable的接口。它的定义里只有一个叫做burn()的方法。我们来为每个结构体实现它们的接口:

impl Burnable for Log {
    fn burn(&self) {
        println(fmt!("The %s log is burning!", self.wood_type));
    }
}

impl Burnable for Book {
    fn burn(&self) {
        println(fmt!("The book \"%s\" by %s is burning!", self.title, self.author));
    }
}

看起来并没有多大的变化。这就是面向接口编程的强大之处:

fn start_fire<T: Burnable>(item: T) {
    item.burn();
}

不仅仅只能接收一个Book对象或Log对象做参数,我们可以往里面传入任何实现了 Burnable 接口的类型(我们叫它类型T)。这使得我们的主函数可以写成这样:

fn main() {
    let lg = Log {
        wood_type: @"Oak",
    };

    let book = Book {
        title: @"The Brothers Karamazov",
        author: @"Fyodor Dostoevsky",
    };

    // Burn the oak log!
    start_fire(lg);

    // Burn the book!
    start_fire(book);
}

正如期望的,我们得到了下面的输出:

The Oak log is burning!

The book “The Brothers Karamazov” by Fyodor Dostoevsky is burning!

这跟我们期望的完全一致。

结论

遵循“面向‘接口’编程”原则,我们可以写出一个函数,使其能完全能复用任何实现了Burnable接口的对象。因为很多的程序员都是按小时收费的,我们写出越多可复用的代码,用于维护它们的时间就会越少,也就是更好。

因此,这是一个非常强大的编程思想。

并不是什么时候都可以面向接口编程的,但遵循这种原则会让你更容易的写出可复用的更优雅的代码。接口提供了非常优秀的抽象归纳,让我们的开发工作变得容易很多。

[英文原文:Program to an Interface, Fool ]
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8 Responses to 面向“接口”编程和面向“实现”编程

  1. null says:

    我和小伙伴们都惊呆了

  2. Adam says:

    一点也看不懂。

  3. william_tang says:

    感觉讲的不深刻

  4. 依云 says:

    换个 duck type 的语言比如 Python 啊 JavaScript 这类正常点的语言就行啦。或者 Go 那样的也不错嘛,虽然语法有点奇怪。

  5. camelwoo says:

    搞 java 的看这个很轻松

  6. 史蒂芬森 says:

    骗小姑娘还行。

  7. mgampkay says:

    log原来是木头,涨姿势了

  8. 谢军 对这篇文章的反应是赞一个

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