第19条:接口只用于定义类型

当类实现接口时,接口就充当可以引用这个类的实例的类型(type)。因此,类实现了接口,就表明客户端可以对这个类的实例实施某些动作。为了任何其他目的而定义接口是不恰当的。

有一种接口被称为常量接口(constant interface),它不满足上面的条件。这种接口没有包含任何方法,它只包含静态的final域,每个域都导出一个常量。使用这些常量的类实现这个接口,以避免用类名来修饰常量名。下面是一个例子:

// Constant interface antipattern - do not use!
public interface PhysicalConstants {
    // Avogadro's number (1/mol)
    static final double AVOGADROS_NUMBER   = 6.02214199e23;

    // Boltzmann constant (J/K)
    static final double BOLTZMANN_CONSTANT = 1.3806503e-23;

    // Mass of the electron (kg)
    static final double ELECTRON_MASS      = 9.10938188e-31;
}

常量接口模式是对接口的不良使用。类在内部使用某些常量,这纯粹是实现细节。实现常量接口,会导致把这样的实现细节泄露到该类导出的API中。类实现常量接口,这对于这个类的用户来讲没有什么价值。实际上,这样做反而会使他们更加糊涂。更糟糕的是,它代表了一种承诺:如果在将来的发行版本中,这个类被修改了,它不再需要使用这些常量了,它依然必须实现这个接口,以确保二进制兼容性。如果非final类实现了常量接口,它的所有子类的命名空间也会被接口中的常量所“污染”。

在Java平台类库中有几个常量接口,例如java.io.ObjectStreamConstants。这些接口应该被认为是反面的典型,不值得效仿。

如果要导出常量,可以有几种合理的选择方案。如果这些常量与某个现有的类或者接口紧密相关,就应该把这些常量添加到这个类或者接口中。例如,在Java平台类库中所有的数值包装类,如IntegerDouble,都导出了MIN_VALUEMAX_VALUE常量。如果这些常量最好被看作枚举类型的成员,就应该使用枚举类型(enum type)(见第30条)来导出这些常量。否则,应该使用不可实例化的工具类(utility class)(见第4条)来导出这些常量。下面的例子是前面的PhysicalConstants例子的工具类翻版:

// Constant utility class
package com.effectivejava.science;

public class PhysicalConstants {
    private PhysicalConstants() { } // Prevents instantiation

    public static final double AVOGADROS_NUMBER   = 6.02214199e23;
    public static final double BOLTZMANN_CONSTANT = 1.3806503e-23;
    public static final double ELECTRON_MASS      = 9.10938188e-31;
}

工具类通常要求客户端要用类名来修饰这些常量名,例如PhysicalConstants.AVOGADROS_NUMBER。如果大量利用工具类导出的常量,可以通过利用静态导入(static import)机制,避免用类名来修饰常量名,不过,静态导入机制是在Java发行版本1.5中才引入的:

// Use of static import to avoid qualifying constants
import static com.effectivejava.science.PhysicalConstants.*;

public class Test {
    double atoms(double mols) {
        return AVOGADROS_NUMBER * mols;
    }
    ...
    // Many more uses of PhysicalConstants justify import
}

简而言之,接口应该只被用来定义类型,它们不应该被用来导出常量。

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