# 虎年行大運 ~ Java Foundamental 系列 - 繼承、抽象與介面

## 【前言】
- 繼承 (Inherit)
- 抽象 (Abstract)
- 介面 (Interface)

三個在 Java 中非常常見的名詞，到底你真的懂他們存在的用意與用途嗎?

## 什麼是繼承?
簡單來說，它是一個承上啟下的動作，使得繼承的物件可以擁有被繼承物件的方法與特性。

今天有兩個實體，都有一個相同的方法，把這些相同的方法抽出來，獨立寫成一個父物件，接著讓兩個實體都繼承這個父物件，這樣兩個子物件就不需要那些相同的方法，而可以單純擁有各自不同的方法。

**繼承的意義，在於透過父類的實作去減少多個子類中重複的程式碼，讓多個子類可以保持獨立性。**

繼承的使用方式為：單一類別僅能繼承一個父物件。但反過來一個父物件可以被多個子物件繼承。

class test {}
class test2 {}
class test3 extends test {} // 正確
class test4 extends test {} // 正確
class test5 extends test, test2 {} // Compile Error

## 什麼是介面?
簡單來說，它是一個與外界聯繫的接口，通過這個接口，外界不需要關心具體內部的做法或流程為何，只需要關心產出的結果，因此達到解耦的效果。

**介面的意義，在於分離宣告與實作，讓外部引用能夠預期結果，而不需要關心內部流程。**

與繼承的使用方式不同，介面類在建構上不能夠進行任何方法的實作，只能宣告 (雖然在 Java 8 後已更新成可以寫實作了，但這邊建議去保持介面的乾凈，畢竟功能跟原則還是需要取捨)

在使用上則是透過 **implements** 的方式讓其他類進行這些宣告方法的實作，且並不限制單一類別去實作多個介面類。

介面的繼承非常特別，打破一般只能繼承一個物件的特性，介面若是繼承介面的話，可以繼承多個介面。
但介面並不允許實作介面。

interface test {}
interface test2 {}
interface test3 extends test, test2{} // 正確
interface test4 implements test, test2 {} // Compile Error

## 什麼是抽象?
抽象是一個基本依賴繼承功能完成介面特性的類別，在繼承的架構中得以達到接口與實作分開的處理方式。但由於其本身還是一個類，所以同時也支持方法的實作，剩下僅有宣告的方法則仰賴於繼承物件的實作。

如同介面一樣，需要依賴於繼承(實作)物件的實體而無法直接被呼叫使用

但在抽象類中的實作"**可以使用那些未被實作的方法**"，因此我們可以在抽象類中，先行設計出"**流程**"，借此達成宣告、流程與實作三者的分離。

簡單來說，抽象是一個擁有介面特性的一般類，這樣會比較好理解。

**抽象的意義，在於繼承的架構中協助分離重複的程式碼，並且同時分離方法的宣告與實作**

## 選擇使用抽象還是介面的時機點
由於這兩個功能類的特性實在是很相似，以至於在使用上常會混亂。因此有必要從用途當作理解開始的出發點。兩者在用途上有著比較顯著的差異，從這個差異去作深入探討會比較容易理解兩者的不同。

簡單的說，兩個類別若具備了明確的、可定義的、可關聯的關係，且有一些獨立需要設計的方法時，"善用" 抽象類去建構會是較好的做法。

而介面則是更適合非有明確關聯，但可能動作、流程、行為相似的類，又或者僅是需要替一群功能類設立一個接口類。

以下舉個簡單的例子:

賓士是世界上高級油車品牌之一；特斯拉是世界上電動車品牌之一；古早的馬拉車也算是最原始的車了，三者都是車，他們在車本身用於幫助省力移動的用途是一樣的，但在結構、能源驅動的來源卻截然不同。下面 Kai 將帶著你一步步了解何處使用抽象、何處使用介面。

- 首先我們設立一個 Car 的父類別，並讓三個子類別(賓士、特斯拉、馬車) 作繼承
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- 明確定義其類別為 Abstract 和一般 Class，這樣未來可以透過 Abstract 的特性達到宣告與實作分離
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- 定義 Abstract 屬性與方法，以及未實作的方法宣告；定義一般 Class 應實作的部分。
我們定義了能源類型 Energy 屬性、增加能源的方法 addEnergy()，驅動能源方法 burnEnergy()、啟動狀態判定 startReady()、以及最重要的行駛 move()
- 而在啟動的過程一定會需要使用到能源，因此我們直接把 burnEnergy() 寫入 startReady() 方法中，後續當然還需要其他的模組支援，但這也可以顯現了使用者接下來只需要直接使用 startReady() 即可，不用再關注 burnEnergy() 等事情。雖然 burnEnergy() 的實作尚未完成，但已經可以預期到整個流程就是被規劃好的，這也是抽象用來分離宣告、流程與實作的方式
- 可以發現某些方法在 Horse 的類別中非常彆扭，這涉及到了 S.O.L.I.D 的設計原則，畢竟馬車不是機械車，不需要實作驅動能源的方法
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- 因此為了符合 S.O.L.I.D 的設計原則，我們增設了中間層的類別去做區分機械和動物出力的車類型，這些新設立的類也會是 Abstract 類，而後我們終於能夠把機械車和動物出力的車類型給分別開來。畢竟世界上除了馬車以外，還有驢車、牛車、甚至大象都可以是代步工具。
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- 最後我們終於要把介面給加進來，世界上不是只有車可以當作代步工具，舉凡飛機、船等都可以是代步工具。因此 move() 這個方法被侷限在 Car 類別中是件很尷尬的事情，當今天使用者不想要透過車做移動的時候，變成要引用其他類不能透過相同的類宣告，這樣就失去了擴增的彈性，因此我們再將 move() 抽出來放入 Mobile 的介面中，讓飛機與船都可以實作 Mobile 介面，這樣就可以透過 Mobile 真正去決定不同的代步工具了。

> 原諒 Kai 的結構和取名很爛，因為這部分算是隨手想的例子...

## 【結語】
講解的部分也許不是很精簡，未來在更多的設計經驗下，持續的做這部分的更新，希望能以更好的方式讓大家更快理解這幾個名詞的意義和用途。

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