面向接口編程例子，我覺得很不錯

 

定義：現在我們要開發一個應用，模擬移動存儲設備的讀寫，即計算機與U盤、MP3、移動硬盤等設備進行數據交換。

上下文（環境）：已知要實現U盤、MP3播放器、移動硬盤三種移動存儲設備，要求計算機能同這三種設備進行數據交換，並且以後可能會有新的第三方的移動存儲設備，所以計算機必須有擴展性，能與目前未知而以後可能會出現的存儲設備進行數據交換。各個存儲設備間讀、寫的實現方法不同，U盤和移動硬盤只有這兩個方法，MP3Player還有一個PlayMusic方法。

名詞定義：數據交換={讀，寫}

 看到上面的問題，我想各位腦子中一定有了不少想法，這是個很好解決的問題，很多方案都能達到效果。下面，我列舉幾個典型的方案。

解決方案列舉

---

方案一：分別定義FlashDisk、MP3Player、MobileHardDisk三個類，實現各自的Read和Write方法。然後在Computer類中實例化上述三個類，爲每個類分別寫讀、寫方法。例如，爲FlashDisk寫ReadFromFlashDisk、WriteToFlashDisk兩個方法。總共六個方法。

方案二：定義抽象類MobileStorage，在裏面寫虛方法Read和Write，三個存儲設備繼承此抽象類，並重寫Read和Write方法。Computer類中包含一個類型爲MobileStorage的成員變量，併爲其編寫get/set器，這樣Computer中只需要兩個方法：ReadData和WriteData，並通過多態性實現不同移動設備的讀寫。

方案三：與方案二基本相同，只是不定義抽象類，而是定義接口IMobileStorage，移動存儲器類實現此接口。Computer中通過依賴接口IMobileStorage實現多態性。

方案四：定義接口IReadable和IWritable，兩個接口分別只包含Read和Write，然後定義接口IMobileStorage接口繼承自IReadable和IWritable，剩下的實現與方案三相同。

 下面，我們來分析一下以上四種方案：

首先，方案一最直白，實現起來最簡單，但是它有一個致命的弱點：可擴展性差。或者說，不符合“開放-關閉原則”（注：意爲對擴展開放，對修改關閉）。當將來有了第三方擴展移動存儲設備時，必須對Computer進行修改。這就如在一個真實的計算機上，爲每一種移動存儲設備實現一個不同的插口、並分別有各自的驅動程序。當有了一種新的移動存儲設備後，我們就要將計算機大卸八塊，然後增加一個新的插口，在編寫一套針對此新設備的驅動程序。這種設計顯然不可取。

此方案的另一個缺點在於，冗餘代碼多。如果有100種移動存儲，那我們的Computer中豈不是要至少寫200個方法，這是不能接受的！

我們再來看方案二和方案三，之所以將這兩個方案放在一起討論，是因爲他們基本是一個方案（從思想層面上來說），只不過實現手段不同，一個是使用了抽象類，一個是使用了接口，而且最終達到的目的應該是一樣的。

我們先來評價這種方案：首先它解決了代碼冗餘的問題，因爲可以動態替換移動設備，並且都實現了共同的接口，所以不管有多少種移動設備，只要一個Read方法和一個Write方法，多態性就幫我們解決問題了。而對第一個問題，由於可以運行時動態替換，而不必將移動存儲類硬編碼在Computer中，所以有了新的第三方設備，完全可以替換進去運行。這就是所謂的“依賴接口，而不是依賴與具體類”，不信你看看，Computer類只有一個MobileStorage類型或IMobileStorage類型的成員變量，至於這個變量具體是什麼類型，它並不知道，這取決於我們在運行時給這個變量的賦值。如此一來，Computer和移動存儲器類的耦合度大大下降。

那麼這裏該選抽象類還是接口呢？還記得第一篇文章我對抽象類和接口選擇的建議嗎？看動機。這裏，我們的動機顯然是實現多態性而不是爲了代碼複用，所以當然要用接口。

最後我們再來看一看方案四，它和方案三很類似，只是將“可讀”和“可寫”兩個規則分別抽象成了接口，然後讓IMobileStorage再繼承它們。這樣做，顯然進一步提高了靈活性，但是，這有沒有設計過度的嫌疑呢？我的觀點是：這要看具體情況。如果我們的應用中可能會出現一些類，這些類只實現讀方法或只實現寫方法，如只讀光盤，那麼這樣做也是可以的。如果我們知道以後出現的東西都是能讀又能寫的，那這兩個接口就沒有必要了。其實如果將只讀設備的Write方法留空或拋出異常，也可以不要這兩個接口。總之一句話：理論是死的，人是活的，一切從現實需要來，防止設計不足，也要防止設計過度。

在這裏，我們姑且認爲以後的移動存儲都是能讀又能寫的，所以我們選方案三。

實現

---

下面，我們要將解決方案加以實現。我選擇的語言是C#，但是在代碼中不會用到C#特有的性質，所以使用其他語言的朋友一樣可以參考。

首先編寫IMobileStorage接口：

Code：IMobileStorage

1namespace InterfaceExample
2{
3    public interface IMobileStorage
4    {
5        void Read();//從自身讀數據
6        void Write();//將數據寫入自身
7    }
8}

代碼比較簡單，只有兩個方法，沒什麼好說的，接下來是三個移動存儲設備的具體實現代碼：

U盤

Code：FlashDisk

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    public class FlashDisk : IMobileStorage
 4    {
 5        public void Read()
 6        {
 7            Console.WriteLine("Reading from FlashDisk……");
 8            Console.WriteLine("Read finished!");
 9        }
10
11        public void Write()
12        {
13            Console.WriteLine("Writing to FlashDisk……");
14            Console.WriteLine("Write finished!");
15        }
16    }
17}

MP3

Code：MP3Player

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    public class MP3Player : IMobileStorage
 4    {
 5        public void Read()
 6        {
 7            Console.WriteLine("Reading from MP3Player……");
 8            Console.WriteLine("Read finished!");
 9        }
10
11        public void Write()
12        {
13            Console.WriteLine("Writing to MP3Player……");
14            Console.WriteLine("Write finished!");
15        }
16
17        public void PlayMusic()
18        {
19            Console.WriteLine("Music is playing……");
20        }
21    }
22}

移動硬盤

Code：MobileHardDisk

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    public class MobileHardDisk : IMobileStorage
 4    {
 5        public void Read()
 6        {
 7            Console.WriteLine("Reading from MobileHardDisk……");
 8            Console.WriteLine("Read finished!");
 9        }
10
11        public void Write()
12        {
13            Console.WriteLine("Writing to MobileHardDisk……");
14            Console.WriteLine("Write finished!");
15        }
16    }
17}

可以看到，它們都實現了IMobileStorage接口，並重寫了各自不同的Read和Write方法。下面，我們來寫Computer：

Code：Computer

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    public class Computer
 4    {
 5        private IMobileStorage _usbDrive;
 6
 7        public IMobileStorage UsbDrive
 8        {
 9            get
10            {
11                return this._usbDrive;
12            }
13            set
14            {
15                this._usbDrive = value;
16            }
17        }
18
19        public Computer()
20        {
21        }
22
23        public Computer(IMobileStorage usbDrive)
24        {
25            this.UsbDrive = usbDrive;
26        }
27    
28        public void ReadData()
29        {
30            this._usbDrive.Read();
31        }
32
33        public void WriteData()
34        {
35            this._usbDrive.Write();
36        }
37    }
38}

其中的UsbDrive就是可替換的移動存儲設備，之所以用這個名字，是爲了讓大家覺得直觀，就像我們平常使用電腦上的USB插口插拔設備一樣。

OK！下面我們來測試我們的“電腦”和“移動存儲設備”是否工作正常。我是用的C#控制檯程序，具體代碼如下：

Code：測試代碼

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    class Program
 4    {
 5        static void Main(string[] args)
 6        {
 7            Computer computer = new Computer();
 8            IMobileStorage mp3Player = new MP3Player();
 9            IMobileStorage flashDisk = new FlashDisk();
10            IMobileStorage mobileHardDisk = new MobileHardDisk();
11
12            Console.WriteLine("I inserted my MP3 Player into my computer and copy some music to it:");
13            computer.UsbDrive = mp3Player;
14            computer.WriteData();
15            Console.WriteLine();
16
17            Console.WriteLine("Well,I also want to copy a great movie to my computer from a mobile hard disk:");
18            computer.UsbDrive = mobileHardDisk;
19            computer.ReadData();
20            Console.WriteLine();
21
22            Console.WriteLine("OK!I have to read some files from my flash disk and copy another file to it:");
23            computer.UsbDrive = flashDisk;
24            computer.ReadData();
25            computer.WriteData();
26            Console.ReadLine();
27        }
28    }
29}

現在編譯、運行程序，如果沒有問題，將看到如下運行結果：

圖2.1 各種移動存儲設備測試結果

好的，看來我們的系統工作良好。

後來……

---

剛過了一個星期，就有人送來了新的移動存儲設備NewMobileStorage，讓我測試能不能用，我微微一笑，心想這不是小菜一碟，讓我們看看面向接口編程的威力吧！將測試程序修改成如下：

Code：測試代碼

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    class Program
 4    {
 5        static void Main(string[] args)
 6        {
 7            Computer computer = new Computer();
 8            IMobileStorage newMobileStorage = new NewMobileStorage();
 9
10            Console.WriteLine("Now,I am testing the new mobile storage:");
11            computer.UsbDrive = newMobileStorage;
12            computer.ReadData();
13            computer.WriteData();
14            Console.ReadLine();
15        }
16    }
17}

編譯、運行、看結果：

哈哈，神奇吧，Computer一點都不用改動，就可以使新的設備正常運行。這就是所謂“對擴展開放，對修改關閉”。

圖2.2 新設備擴展測試結果

又過了幾天，有人通知我說又有一個叫SuperStorage的移動設備要接到我們的Computer上，我心想來吧，管你是“超級存儲”還是“特級存儲”，我的“面向接口編程大法”把你們統統搞定。

但是，當設備真的送來，我傻眼了，開發這個新設備的團隊沒有拿到我們的IMobileStorage接口，自然也沒有遵照這個約定。這個設備的讀、寫方法不叫Read和Write，而是叫rd和wt，這下完了……不符合接口啊，插不上。但是，不要着急，我們回到現實來找找解決的辦法。我們一起想想：如果你的Computer上只有USB接口，而有人拿來一個PS/2的鼠標要插上用，你該怎麼辦？想起來了吧，是不是有一種叫“PS/2-USB”轉換器的東西？也叫適配器，可以進行不同接口的轉換。對了！程序中也有轉換器。

這裏，我要引入一個設計模式，叫“Adapter”。它的作用就如現實中的適配器一樣，把接口不一致的兩個插件接合起來。由於本篇不是講設計模式的，而且Adapter設計模式很好理解，所以我就不細講了，先來看我設計的類圖吧：
如圖所示，雖然SuperStorage沒有實現IMobileStorage，但我們定義了一個實現IMobileStorage的SuperStorageAdapter，它聚合了一個SuperStorage，並將rd和wt適配爲Read和Write，SuperStorageAdapter

圖2.3 Adapter模式應用示意

具體代碼如下：

Code：SuperStorageAdapter

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    public class SuperStorageAdapter : IMobileStorage
 4    {
 5        private SuperStorage _superStorage;
 6
 7        public SuperStorage SuperStorage
 8        {
 9            get
10            {
11                return this._superStorage;
12            }
13            set
14            {
15                this._superStorage = value;
16            }
17        }
18    
19        public void Read()
20        {
21            this._superStorage.rd();
22        }
23
24        public void Write()
25        {
26            this._superStorage.wt();
27        }
28    }
29}

好，現在我們來測試適配過的新設備，測試代碼如下：

Code：測試代碼

 1namespace InterfaceExample
 2{
 3    class Program
 4    {
 5        static void Main(string[] args)
 6        {
 7            Computer computer = new Computer();
 8            SuperStorageAdapter superStorageAdapter = new SuperStorageAdapter();
 9            SuperStorage superStorage = new SuperStorage();
10            superStorageAdapter.SuperStorage = superStorage;
11
12            Console.WriteLine("Now,I am testing the new super storage with adapter:");
13            computer.UsbDrive = superStorageAdapter;
14            computer.ReadData();
15            computer.WriteData();
16            Console.ReadLine();
17        }
18    }
19}

運行後會得到如下結果：

圖2.4 利用Adapter模式運行新設備測試結果

OK！雖然遇到了一些困難，不過在設計模式的幫助下，我們還是在沒有修改Computer任何代碼的情況下實現了新設備的運行。

 好了，理論在第一篇講得足夠多了，所以這裏我就不多講了。希望各位朋友結合第一篇的理論和這個例子，仔細思考面向接口的問題。當然，不要忘了結合現實。

 

http://www.cnblogs.com/leoo2sk/archive/2008/04/11/1148236.html