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Java 9 中介面開放 private 方法的緣由

  • 爱糖宝
  • 2024-07-14
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介面通常是為子類定義一些需要被實現的抽象方法,但是,在 Java 9 及其以後的版本中,允許在介面中定義 private 方法,為什麼 Java 會在 介面中引入 private方法,這篇文章,我們將詳細探討其中的緣由。

介面方法改變歷史

在 Java 8 之前,介面只能包含抽象方法,這些方法沒有實現,並且所有這些方法都是 public 的。此外,介面中還可以包含靜態常量(public static final),但不能包含任何實現程式碼。這種設計主要是爲了確保介面僅作為行爲規範的定義,而不涉及具體實現。

在 Java 8 中引入了預設方法(default methods),使得介面可以包含帶有預設實現的方法。這一特性使得介面能夠進化,而不破壞現有的實現類。然而,隨著預設方法的引入,一個新的需求也隨之而來:在介面中複用程式碼的能力。這就引出了私有方法。

Java 9進一步擴充套件了介面的功能,允許在介面中定義私有方法。私有方法只能在介面內部呼叫,用於支援預設方法和靜態方法的實現,增強了程式碼的複用性和模組化。

私有方法的定義

在 Java 9 的介面中,私有方法可以分為例項私有方法和靜態私有方法兩種型別:

  • 例項私有方法:這些方法不能在介面外部呼叫,只能在介面內部的預設方法或其他私有方法中呼叫。

  • 靜態私有方法:這些方法也是隻能在介面內部呼叫,但它們是靜態的,可以在靜態上下文中呼叫。

public interface InterfacePrivateMethodTest {
    default void defaultMethod() {
        privateMethod();
    }
   
    private void privateMethod() {
        System.out.println("This is a private method.");
    }
    // 例項私有方法
    static void staticMethod() {
        staticPrivateMethod();
    }

    // 一個靜態私有方法
    private static void staticPrivateMethod() {
        System.out.println("This is a static private method.");
    }
}

在上述示例中,privateMethod 是一個例項私有方法,而 staticPrivateMethod 是一個靜態私有方法。

定義私有方法的原因

Java 9 的介面中定義 private 介面,主要有以下 3個原因:

  1. 提高程式碼複用性

  2. 增強程式碼可維護性

  3. 保持介面的清晰性

提高程式碼複用性

私有方法使得介面內部的程式碼可以在多個預設方法和靜態方法之間共享。

例如,如果有多個預設方法需要執行相似的操作,這些操作可以提取到私有方法中,從而避免程式碼重複。

public interface InterfacePrivateMethodTest {
    default void defaultMethod1() {
        privateMethod();
        // 其他邏輯
    }

    default void defaultMethod2() {
        privateMethod();
        // 其他邏輯
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("Shared logic between default methods.");
    }
}

在上述示例中,有兩個 default 方法:defaultMethod1() 和 defaultMethod2(),它們之間存在共同的邏輯,因此,可以把這部分邏輯抽離成一個公共的 private 方法 privateMethod()。

增強程式碼可維護性

透過將共享邏輯提取到私有方法中,程式碼變得更加模組化。如果需要修改共享邏輯,只需修改私有方法,而不必在每個預設方法中進行修改。這不僅減少了程式碼出錯的機會,還提高了程式碼的可維護性。

保持介面的清晰性

介面的主要職責是定義行爲規範,而不是具體的實現。如果在介面中新增大量的預設方法,這些方法可能包含很多重複的實現邏輯,會使介面變得臃腫且難以理解。透過將這些實現邏輯移到私有方法中,可以保持介面的清晰性和簡潔性。

私有方法的實際場景

構建複雜的預設方法

在實際開發中,預設方法有時需要執行一系列複雜的操作,爲了保持程式碼的可讀性和可維護性,可以將這些複雜的操作分解為多個私有方法,並在預設方法中呼叫它們。

如下程式碼示例:

public interface ComplexInterface {
    default void complexDefaultMethod() {
        stepOne();
        stepTwo();
        stepThree();
    }

    private void stepOne() {
       // 邏輯
    }

    private void stepTwo() {
        // 邏輯
    }

    private void stepThree() {
        // 邏輯
    }
}

實現靜態工具方法

有時,介面中需要定義一些靜態工具方法,這些方法可以被實現類直接呼叫。透過使用私有靜態方法,可以將這些工具方法中的共享變數取出來,提高程式碼複用性和可維護性。

public interface UtilityInterface {
    static void utilityMethod1() {
        sharedUtilityLogic();
    }

    static void utilityMethod2() {
        sharedUtilityLogic();
    }

    private static void sharedUtilityLogic() {
        System.out.println("Shared utility logic.");
    }
}

私有方法注意事項

訪問修飾符的限制

私有方法只能在介面內部呼叫,不能被介面的實現類或其他類直接訪問。這與類中的私有方法類似,確保了方法的封裝性和安全性。

介面的設計原則

雖然私有方法增強了介面的功能,但在設計介面時仍應遵循面向介面程式設計的原則。介面的主要職責是定義行爲規範,不應該包含過多的實現邏輯。私有方法應僅用於支援預設方法和靜態方法,而不應濫用。

相容性問題

引入私有方法後,介面的複雜性增加了,可能會影響到現有的程式碼結構。在引入私有方法之前,應確保其不會破壞現有的實現類或使用者的程式碼。

總結

透過 Java 介面中方法訪問許可權的改變,從只有 private 方法到增加了 default 方法,再到增加了 private 方法,我們可以總結出:

  1. 系統設計不是一塵不變的,它是需要根據實際場景靈活演變

  2. 系統設計,很多時候都是根據實際情況權衡的結果

最後,Java 9 在介面引入中的私有方法提供了一種有效的手段,使得介面不僅僅是行爲規範的定義者,同時也可以包含部分實現邏輯,從而在不破壞現有程式碼的前提下,實現更為靈活和高效的程式碼結構。這種特性極大地增強了Java語言的表達能力和開發效率,是現代Java程式設計中不可或缺的一部分。

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