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面向“接口”编程和面向“实现”编程

2013/7/30 13:09:51 程序员俱乐部我要评论(0)

摘要：英文原文：ProgramtoanInterface,Fool如果你已经读了我的前几篇关于面向对象范式因为受到RustandGo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&lsquo
标签：实现接口编程

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　　英文原文：Program to an Interface, Fool

　　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Log 和 Book 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);
}