使用 Collection 接口创建 ArrayList 对象的多态性有什么好处？

Question

我研究了多态性，了解到它可以像下面那样进行动态方法绑定。

假设类 Animal 是抽象类。

public class AnimalReference
{
  public static void main(String args[])
  Animal ref                 // set up var for an Animal
  Cow aCow = new Cow("Bossy"); // makes specific objects
  Dog aDog = new Dog("Rover");

  // now reference each as an Animal
  ref = aCow; ref.speak();
  ref = aDog; ref.speak();
}

我曾经创建过 ArrayList 的实例，例如：

ArrayList myList = new ArrayList();

但通常我认为人们会写：

Collection myList = new ArrayList();

所以我的困惑是声明为 Collection 有什么好处？另外我不知道你可以在“myList”前面有“Collection”（这是一个接口而不是抽象类）。

为什么只说是不好的做法：

ArrayList myList = new ArrayList();

我阅读了 Collection 接口和 ArrayList Java 文档以及在线教程，但仍然不是很清楚.. 谁能给我一些解释？

Answer 1

如果您将myList 声明为ArrayList，您将修复它的具体类型。使用它的每个人都将依赖于这种具体类型，并且很容易（甚至是无意地）调用特定于ArrayList 的方法。如果稍后您决定将其更改为例如LinkedList 或 CopyOnWriteArrayList，您需要重新编译 - 甚至可能更改 - 客户端代码。接口编程消除了这种风险。

请注意，在Collection 和ArrayList 之间，还有另一个抽象级别：List 接口。通常，列表的使用模式与映射、集合或队列的使用模式非常不同。因此，工作所需的收藏类型通常在早期就已确定，并且不会改变。将您的变量声明为 List 可以明确此决定，并为其客户提供有关此集合遵守的合同的有用信息。 Collection OTOH 通常除了迭代其元素之外并没有多大用处。

Answer 2

写起来可能更常见 List<Something> myList = new ArrayList<Something>(); 比使用 Collection。通常它作为一个列表的某些方面很重要。 Collection 在接受重复元素方面的模糊性，无论它是下面的集合还是列表（或其他任何东西）都可能是一种痛苦。

除此之外，主要目的是抽象或实现独立性。我真的关心我拥有的列表是ArrayList 还是Vector？可能大部分时间都不会。如果我的代码使用最通用的接口来表达我需要对象执行的操作，那么我的代码会更加灵活。

简单的例子是，假设您编写一个程序使用所有ArrayLists，然后它需要支持多个用户，因此为了线程安全，您希望将所有ArrayLists 更改为Vectors。如果您一直在传递对类型ArrayList 的引用，那么您必须在各处更改每个用法。如果您一直在传递对类型 List 的引用，则只需更改创建它们的位置。

此外，有时实现类可能不是您可以或不想导入和使用的东西。例如，当使用像 hibernate 这样的持久性提供程序时，实现Set 接口的实际类可能是框架独有的高度专业化的自定义实现，或者它可能是普通的旧HashSet，具体取决于对象的创建方式。你不关心区别，它只是一个Set给你。

Answer 3

如果您声明ArrayList，我永远不会使用ArrayList 作为左侧的类型。相反，编程到接口，无论是List 还是Collection。

请注意，如果您将方法声明为采用Collection，则可以将其传递给List 或Set。

附带说明，请考虑使用Generics。

编辑：话虽如此，泛型也引入了一些陷阱。

List<Animal> 可以存储ArrayList<Animal>，但不能存储ArrayList<Cat>。您需要List<? extends Animal> 来存储ArrayList<Cat>。

Answer 4

首先，继承和接口之间存在显着差异。回溯历史：在普通的旧 c++ 中，您可以从多个类继承。如果“Transformer”类继承自“Vehicle”和“Human”，它们都实现了一个名为“MoveForward”的方法，则会产生负面影响。如果您在“Transformer”类上调用此方法，实例应该使用哪个函数？ “人”还是“车”的实施？为了解决这个问题，java、c#、...引入了接口。接口是你的类和其他东西之间的契约。您对功能做出承诺，但合约并未为您的类实现任何逻辑（以防止 Transformer.MoveForward 问题）。

一般来说，多态性意味着某物可以以不同的方式出现。 “变形金刚”可以是“车辆”，也可以是“人”。根据您的语言（我使用 C#），您可以为“MoveForward”实现不同的行为，具体取决于您要履行的合同。

使用接口代替具体的实现有几个优点。首先，您可以在不更改代码的情况下切换实现（谷歌查找的依赖注入；）。其次，您可以使用测试框架和模拟框架更轻松地测试您的代码。第三，最好使用最通用的接口数据交换（如果您只想对值进行交互，则使用列表中的枚举器）。

希望这有助于了解接口的优点。

Answer 5

您在局部变量声明中使用的类型（如您的 ArrayList 例如）通常不是那么重要。您所要做的就是确保 myList 的类型（名称“myList”左侧的单词）具有 比采用的任何方法参数的类型更具体 我的列表。

考虑：

ArrayList words = new ArrayList();
sort(words);
removeNames(words);

public void sort(Collection c)  ... blah blah blah

public void removeNames(List words) ...  

我本可以将“单词”的类型替换为列表。它没有 对我的程序的可读性或行为产生任何影响。 我无法将“单词”定义为对象。太笼统了。

在相关说明中，当您定义公共方法时，您应该给出 仔细考虑方法参数的类型，因为 这对调用者可以传入的内容有直接影响。如果我定义 排序不同：

ArrayList words = new ArrayList();

// this line will cause a compilation error.
sort(words);

public void sort(LinkedList c)  ... blah blah blah

排序的定义现在非常严格。在第一个例子中， sort 方法允许任何对象作为参数，只要它 实现集合。在第二个例子中，sort 只允许一个 LinkedList，它不会接受其他任何东西（ArrayLists、HashSets、 树集和许多其他）。 sort 方法可以使用的场景 现在可以使用的非常有限。这可能是有充分理由的；这 sort 的实现可能依赖于 LinkedList 的一个特性 数据结构。如果人们使用这种方式定义排序只是不好的 此代码需要一种适用于除 链表。

编写 java 库的主要技巧之一是确定类型 的方法参数。你想成为多一般的人？

Answer 6

嗯，arraylist 有一个动态大小。该集合没有编译时检查，它必须是强制类型转换的。集合仅包含引用的对象。您可以将集合视为“包”。并且可以对整个对象执行操作。我也确信与 ArrayList 相比，集合的搜索时间很短，但不是肯定的。 ArrayList 有更多可以调用的功能和方法。

Answer 7

通过声明和使用myList 作为集合，您隐藏了您正在做出的实现选择（在这种情况下，它表示为一个ArrayList）。一般来说，这意味着任何依赖于你的代码的东西都将只依赖于 myList 作为一个 Collection，而不是特别是一个 ArrayList。这样，如果您以后出于任何原因决定将其表示为其他东西（一个集合？一个链接列表？），您不会破坏其他任何东西。

Answer 8

Collection 是ArrayList 的超类型。如果您只需要Collection 提供的功能，这是一种很好的做法，因为您在变量声明 中明确指出了您需要的功能。您在 initialization 中选择 ArrayList 是无关紧要的（尽管是一个很好的默认选择）；声明它是 Collection 会告诉您和任何未来的编码员您真正关心的合同。