一文理解Java的抽象特性

Java实验室 • 2021年5月26日 am10:51 • Java基础教程 • 阅读 9599

抽象（Abstraction）

讲完了Java的封装特性，我们再来看Java的抽象特性。封装主要讲的是如何隐藏信息、保护数据，而抽象讲的是如何隐藏方法的具体实现，让调用者只需要关心方法提供了哪些功能，并不需要知道这些功能是如何实现的。

在面向对象编程中，我们常借助编程语言提供的接口类（比如 Java 中的 interface 关键字语法）或者抽象类（比如 Java 中的 abstract 关键字语法）这两种语法机制，来实现抽象这一特性。

这里，我们用 “接口类” 特指编程语言提供的接口语法。

对于抽象这个特性，我举一个例子来进一步解释一下。

public interface IPictureStorage {

  void savePicture(Picture picture);

  Image getPicture(String pictureId);

  void deletePicture(String pictureId);

  void modifyMetaInfo(String pictureId, PictureMetaInfo metaInfo);

}

public class PictureStorage implements IPictureStorage {

  //... 省略其他属性...

  @Override

  public void savePicture(Picture picture) { ... }

  @Override

  public Image getPicture(String pictureId) { ... }

  @Override

  public void deletePicture(String pictureId) { ... }

  @Override

  public void modifyMetaInfo(String pictureId, PictureMetaInfo metaInfo) { ... }

}

在上面的这段代码中，我们利用 Java 中的 interface 接口语法来实现抽象特性。调用者在使用图片存储功能的时候，只需要了解 IPictureStorage 这个接口类暴露了哪些方法就可以了，不需要去查看 PictureStorage 类里的具体实现逻辑。

实际上，抽象这个特性是非常容易实现的，并不需要非得依靠接口类或者抽象类这些特殊语法机制来支持。换句话说，并不是说一定要为实现类（PictureStorage）抽象出接口类（IPictureStorage），才叫作抽象。即便不编写 IPictureStorage 接口类，单纯的 PictureStorage 类本身就满足抽象特性。

之所以这么说，那是因为，类的方法是通过编程语言中的 “函数” 这一语法机制来实现的。通过函数包裹具体的实现逻辑，这本身就是一种抽象。调用者在使用函数的时候，并不需要去研究函数内部的实现逻辑，只需要通过函数的命名、注释或者文档，了解其提供了什么功能，就可以直接使用了。比如，我们在使用 C 语言的 malloc () 函数的时候，并不需要了解它的底层代码是怎么实现的。

抽象这个概念是一个非常通用的设计思想，并不单单用在面向对象编程中，也可以用来指导架构设计等。而且这个特性也并不需要编程语言提供特殊的语法机制来支持，只需要提供 “函数” 这一非常基础的语法机制，就可以实现抽象特性、所以，它没有很强的 “特异性”，有时候并不被看作面向对象编程的特性之一。

抽象的意义

实际上，如果上升一个思考层面的话，抽象及其前面讲到的封装都是人类处理复杂性的有效手段。在面对复杂系统的时候，人脑能承受的信息复杂程度是有限的，所以我们必须忽略掉一些非关键性的实现细节。而抽象作为一种只关注功能点不关注实现的设计思路，正好帮我们的大脑过滤掉许多非必要的信息。

除此之外，抽象作为一个非常宽泛的设计思想，在代码设计中，起到非常重要的指导作用。很多设计原则都体现了抽象这种设计思想，比如基于接口而非实现编程、开闭原则（对扩展开放、对修改关闭）、代码解耦（降低代码的耦合性）等。

换一个角度来考虑，我们在定义（或者叫命名）类的方法的时候，也要有抽象思维，不要在方法定义中，暴露太多的实现细节，以保证在某个时间点需要改变方法的实现逻辑的时候，不用去修改其定义。举个简单例子，比如 getAliyunPictureUrl () 就不是一个具有抽象思维的命名，因为某一天如果我们不再把图片存储在阿里云上，而是存储在私有云上，那这个命名也要随之被修改。相反，如果我们定义一个比较抽象的函数，比如叫作 getPictureUrl ()，那即便内部存储方式修改了，我们也不需要修改命名。

一文理解Java的抽象特性

抽象（Abstraction）

抽象的意义

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