深度解析Java接口在实际项目中的应用场景

一、接口&抽象类

1、接口（Interface）的意义：

• 定义契约，这些方法是类必须要实现的。例如，一个List接口定义了 add(), remove(), get()等方法，确保所有的实现类如 ArrayList 和 LinkedList 都提供这些方法。

• 支持多重继承。

• 增强灵活性和扩展性：新的类只需要实现相关的接口。

• 解耦代码：调用者只需要知道接口，而不需要关心具体的实现类。

2、抽象类（Abstract Class）的意义：

抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能被继承。抽象类中可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法是没有实现的方法，必须在子类中被实现。抽象类的存在主要是为了让子类共享一些方法或属性，同时又要求子类必须实现某些方法。

• 部分实现：抽象类可以包含具体方法（已经实现的方法）以及抽象方法（没有实现的方法）。这使得抽象类可以提供部分实现，供子类共享。例如，一个Animal抽象类可以包含一个move()方法的具体实现和一个抽象的sound()方法。

• 代码复用：抽象类允许在多个子类之间共享代码，减少代码重复。具体子类可以直接继承抽象类的实现，或者根据需要重写方法。

• 定义状态：抽象类可以包含实例变量，允许它们定义和维护状态。接口则不能包含实例变量。

• 控制继承层次结构：使用抽象类可以更好地控制继承层次结构，确保所有子类都从一个共同的基类继承，可以在基类中集中管理共有功能。

二、场景示例

1、场景示例一：

我需要创建两个单例模式下的 mqtt 客户端（两客户端信息不同）。一般写法是，两份相同的代码，但 mqtt client 信息不一样。如果考虑复用的场景，我们可以使用接口 + 抽象类的方式去完成。

如下图所示：

1. 创建 IMqttClient 接口，里面定义了三个必须要实现的方法。

2. 然后创建 AbstractMqttClient 抽象类，实现了接口的三个方法，并定义了订阅、发送数据的方法，共享子类复用。

3. 最后，创建了两个 MqttClient 实例，都继承了 AbstractMqttClient 提供的通用功能，无需重复实现连接、订阅、发布等通用逻辑，只需关注特定配置和扩展功能即可。

2、场景示例二：

两个实体类中，都有 emission 和 percent，现在要根据 emission 分别计算这两个实体类中 emission 占总量的 percent。希望能封装一个方法分别计算出这两个实体类的 percent。

如下图所示：

1. 首先，创建 CarbonAccounting 抽象类，里面有两子类都有的 emission 和 percent 属性。

2. 两个实体类继承 CarbonAccounting 抽象类

3. 编写计算函数：

private <T extends CarbonAccounting> void calculateAndSetEmissionPercent(List<T> list) {
// 计算总排放
float totalEmission = 0f;
for (T vo : list) {
if (vo.getEmission() != ) {
 totalEmission += vo.getEmission();
 }
 }

// 进行百分比的计算并保留两位小数
for (T vo : list) {
if (vo.getEmission() !=  && totalEmission > 0) {
float percent = (vo.getEmission() / totalEmission) * 100;
 vo.setPercent(NumberUtil.round(percent, 2).floatValue());
 } else {
 vo.setPercent(0f);
 }
 }
}

上面方法的传参 List 泛型 T，继承于 CarbonAccounting，可以同时兼容 CarbonAccounting 的子类计算。如下图所示：