Effective Java Item20：盡量使用介面，而非抽象類別

整理 Effective Java 書中 Item 20: Prefer interfaces to abstract classes 心得筆記

主旨

Java 提供兩種方式定義「可以有多個實作」的類型：介面（interface）和抽象類別（abstract class）。在 Java 8 引入 default methods 之後，兩者都能提供方法實作。但總體來說，介面更靈活、延伸性更好，也比較不會限制使用者的設計。本章重點就是告訴你：大多數情況下，請選擇介面。

劃重點：介面 vs 抽象類別差在哪

功能	介面（interface）	抽象類別（abstract class）
支援多重繼承	✅ 可以實作多個介面	❌ 只能繼承一個抽象類別
default method	✅（Java 8 之後）	✅
可 retrofitting（套用到舊類別）	✅ 很容易加上	❌ 幾乎不可能
支援 mixin 類型（混合功能）	✅	❌
適合建構非階層型態系統	✅	❌
可定義實體欄位	❌（僅 static final）	✅
限制少、彈性高	✅	❌ 限制多

🌟 說人話的版本：

如果你只是要定義「這個東西能做某件事」→ 用介面
如果你想封裝共用邏輯，又不能靠 default method 完成 → 可考慮抽象類別

淺顯範例：歌手與創作人

假設我們要設計兩種角色：

public interface Singer {
    AudioClip sing(Song s);
}

public interface Songwriter {
    Song compose(int chartPosition);
}
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某些人可能兩者兼具，我們就可以這樣定義：

public interface SingerSongwriter extends Singer, Songwriter {
    AudioClip strum();
    void actSensitive();
}
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這就是介面的威力：多型、非階層化、自由組合。如果我們用抽象類別，就完全做不到這點。

搭配骨架實作（skeletal implementation）更強大

介面可以搭配「骨架實作類別」使用，把通用邏輯寫在抽象類別裡，讓使用者可以選擇要不要繼承這個骨架。

這是「Template Method」設計模式的一種常見應用。

static List<Integer> intArrayAsList(int[] a) {
    return new AbstractList<>() {
        public Integer get(int i) { return a[i]; }
        public Integer set(int i, Integer val) {
            int old = a[i];
            a[i] = val;
            return old;
        }
        public int size() { return a.length; }
    };
}
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這段程式碼是一個將 int[] 包裝成 List<Integer> 的實作。它用到了骨架類別 AbstractList，大幅減少實作 List 需要寫的程式碼量。

真實世界範例補充

Java Collections Framework 裡幾乎每個核心介面都有搭配的骨架類別：

Collection → AbstractCollection
List → AbstractList
Set → AbstractSet
Map → AbstractMap

開發者可以選擇：

直接實作介面（自由）
繼承骨架類別（省事）

這種設計既不會強迫使用者繼承某個 class，又提供擴充的便利性，是 Java 設計中非常值得學習的一點。

小提醒：介面還是有限制

不能加實體欄位
無法提供 equals()、hashCode() 等 Object 方法的 default 實作
無法對你無法控制的介面加 default method（例如別人寫的）
介面 + default method ≠ 萬能 → 有些功能還是得靠骨架實作來補足

小結

個人是蠻享受這種方式進行開發的，要設計一個可擴充、多實作的型別時，請優先考慮介面：

✅ 可多重實作
✅ 支援 mixin 與非階層型態
✅ 可 retrofitting 到舊類別
✅ 搭配 default method、骨架實作靈活又強大

只有在需要共用狀態或 default method 做不到時，才考慮使用抽象類別。否則，介面就是你的第一選擇。

介面讓你自由組合；
抽象類別讓你綁死一整包。
能選介面，就別選抽象類別。