接口和抽象类在设计模式中用于解耦和可扩展性。接口定义方法签名，抽象类提供部分实现，子类必须实现未实现的方法。在策略模式中，接口用于定义算法，抽象类或具体类提供实现，允许动态切换算法。在观察者模式中，接口用于定义观察者行为，抽象类或具体类用于订阅和发布通知。在适配器模式中，接口用于适配现有类，抽象类或具体类可实现兼容接口，允许与原有代码交互。
Java 中接口和抽象类在设计模式中的应用
在软件设计中，接口和抽象类是实现解耦和可扩展性的关键组件。它们允许不同的模块独立开发和部署，同时仍然保持兼容性。
接口
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- 接口定义了一组方法签名，但没有为其提供实现。
- 实现接口的类必须实现所有声明的方法。
- 接口可以有多个实现，允许在运行时切换不同的行为。
抽象类
- 抽象类提供了部分实现，其中一些方法没有实现。
- 扩展抽象类的子类必须实现所有未实现的方法，或声明它们本身也是抽象的。
- 抽象类只能有一个实现，但在其子类中可以通过多态性访问。
设计模式中的应用
接口和抽象类在设计模式中起着至关重要的作用，通过以下方式提高代码的灵活性、可重用性和可测试性：
策略模式： 使用接口来定义一组算法，并使用抽象类或具体实现来提供实现。这允许在运行时根据需要动态切换算法。
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观察者模式： 使用接口来定义观察者和订阅者的行为。抽象类或具体实现可以用作订阅对象，而观察者可以注册和注销以接收更新。
适配器模式： 使用接口来将现有类适配到不同的接口。抽象类或具体实现可以实现兼容的接口，从而允许其与原有代码交互。
实战案例
策略模式：
interface SortingAlgorithm {
int[] sort(int[] arr);
}
abstract class AbstractSortingAlgorithm implements SortingAlgorithm {
public void swap(int[] arr, int i, int j) {
// 交换 arr 中索引为 i 和 j 的元素
}
}
class BubbleSort extends AbstractSortingAlgorithm {
@Override
public int[] sort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
swap(arr, j, j + 1);
}
}
}
return arr;
}
}
class QuickSort extends AbstractSortingAlgorithm {
@Override
public int[] sort(int[] arr) {
// 快排算法实现
}
}
// 使用
SortingAlgorithm algorithm = new BubbleSort();
int[] sortedArr = algorithm.sort(arr);在这个示例中，SortingAlgorithm 接口定义了排序行为，而 BubbleSort 和 QuickSort 则提供了具体实现。由于它们都实现了相同的接口，因此可以轻松地根据需要在运行时交换它们。
观察者模式：
interface Observer {
void update(Observable observable);
}
abstract class Observable {
private List observers = new ArrayList<>();
public void addObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void removeObserver(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
protected void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update(this);
}
}
}
class ConcreteObservable extends Observable {
private int state;
public void setState(int state) {
this.state = state;
notifyObservers();
}
}
class ObserverA implements Observer {
@Override
public void update(Observable observable) {
// 收到通知并根据变化的 state 做出反应
}
}
// 使用
ConcreteObservable observable = new ConcreteObservable();
ObserverA observerA = new ObserverA();
observable.addObserver(observerA);
observable.setState(10); // 通知观察者 state 发生变化 在这个示例中，Observer 接口定义了观察者的行为，而 Observable 抽象类提供了订阅和发布通知的机制。ConcreteObservable 和 ObserverA 是具体实现，其中 ConcreteObservable 管理观察者列表并通知其状态更改，而 ObserverA 可以根据这些更改执行操作。
