怎么在Java中利用接口避免函數回調

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一、引言

在許多編程語言中，都有函數回調這一概念。C 和 C++ 中有函數指針，因此可以將函數作為參數傳給其它函數，以便過后調用。而在 JavaScript 中，更是將函數回調發(fā)揮到了極致，各種事件的處理，特別是異步事件，基本都靠函數回調來完成。

在 Java 中，同樣可以實現函數回調。雖然沒有函數指針，但 Java 可以通過反射機制來獲得一個類的方法，將其以 java.lang.reflect.Method 類型參數傳遞給其它函數，然后通過 Method 對象的 invoke 方法來調用該函數。

盡管如此，這種方式的調用步驟相對繁瑣、執(zhí)行效率低、難以調試。在 Java 中，有比函數回調更加優(yōu)雅的機制，那就是接口。

二、為什么需要函數回調

函數回調，實際上是延遲實現某些功能的一種方式。

如果我們事先知道程序應該執(zhí)行哪些操作，那么完全不需要函數回調，直接在編程時實現即可。

但很多時候，在編寫代碼時，特別是寫工具類、功能庫或框架時，實現的是相對通用和抽象的功能，而具體場景下的功能則由使用這些類的開發(fā)者來實現。

函數回調，可以解決這種事先不知道具體實現的情況。

排序函數的例子

舉例來說，當我們要實現一個通用的排序函數時，事先并不知道其他開發(fā)者會用該函數來對哪些類型的元素進行排序，也就不知道以何種標準來判斷這些元素的偏序（大?。╆P系。

因此，可以要求其他開發(fā)者在使用排序函數時，必須提供一個比較函數 compare，這樣我們就可以用 compare 比較待排序元素的大小，而無需事先知道元素是什么類型，也無需知道 compare 的具體實現。

這里 compare 函數對于排序函數來說，就是回調函數。

偽代碼表示如下：

//通用的排序函數
void sort(Object[] array, Method compare) {
  //利用 compare 函數比較 array 中元素的大小關系
  //以便對 array 進行排序
}

//由調用者實現具體的比較函數
int compare(Object a, Object b) {
  //比較元素a、b，并返回大小關系
}

異步處理函數的例子

再比如說，當我們編寫一個異步處理函數時，事先不知道其他開發(fā)者在處理完成時要進行哪些操作，因為這些操作只有在特定場景下使用該函數時才能知道。

于是可以要求開發(fā)者在使用該函數時，提供一個回調函數 callback。這樣我們在編寫異步處理函數時，就可以調用 callback 函數來進行一些收尾的工作，而無需事先知道這些收尾的工作是什么。

偽代碼表示如下：

//異步處理函數
void asynProcess(Method callback) {
  //執(zhí)行異步任務
  callback();
}

//由調用者實現具體的回調函數
void callback() {
  //異步處理完成后要進行的操作
}

三、用接口代替函數回調

上面我們提到，之所以使用函數回調這一方式，是因為 事先不知道某些功能的具體實現，因此將具體實現留給其他開發(fā)者完成。

有沒有覺得這句話仿佛在描述 Java 的接口？接口（interface）是一組方法的抽象定義，具體實現由實現該接口的類來完成。

所以，利用面向對象和接口這兩個特性，可以代替函數回調。

我們以上面舉的兩個例子來說明接口是如何代替函數回調的。

排序函數

用接口實現排序函數，不再要求開發(fā)者在使用該排序函數時提供回調函數 compare，而是要求開發(fā)者確保待排序元素實現了 Comparable 接口，基于“待排序元素已經實現了 Comparable 接口“這一前提下，我們無需知道待排序元素的類型，就可以實現排序功能。

//通用的排序函數
void sort(Object[] array) {
  //利用 Comparable 接口的 compareTo 方法
  //比較元素的大小，以便對 array 進行排序。
}

//由排序函數定義的接口
public interface Comparable {
  public int compareTo(Object other);
}

//由調用者實現 Comparable 接口
public class Element implements Comparable {
  @Override
  public int compareTo(Object other) {
    //判斷當前 Element 與 other 的大小關系
    //并返回兩者的關系
  }
}

異步處理函數

使用接口來實現異步處理函數時，不要求開發(fā)者提供回調函數 callback，而是要求提供一個實現了指定接口的對象，這很好地體現了 Java 面向對象的思想。相比提供一個函數，一個對象包含的信息更豐富，使用起來更加靈活。但本質上，該異步處理函數還是利用接口來完成收尾工作的。

//異步處理函數
void asynProcess(ActionListener al) {
  //執(zhí)行異步任務
  al.actionPerformed();
}

//由異步處理函數定義的接口
public interface ActionListener {
  void actionPerformed();
}

//由調用者實現 ActionListener 接口
public class ExtraTask implements ActionListener {
  @Override
  public void actionPerformed() {
    //異步處理函數執(zhí)行完成時，需要進行的額外工作
  }
}

//調用異步處理函數
public static void main(String[] args) {
  asynProcess(new ExtraTask());
}

四、總結

回調方式可以總結為：實現一個通用函數 func，在具體場景中調用這個通用函數時，調用者需要提供合適的回調函數 callback。通用函數 func 利用該回調函數，完成具體場景中的任務。

而接口實現的方式則是：實現一個通用函數 func，在具體場景中調用這個通用函數時，被操作的對象需要自己實現合適的接口，通用函數會利用該接口，完成具體場景中的任務。

利用函數回調或者接口，都可以解決事先不知道具體實現的情況。函數回調方式傳遞的是函數，而接口方式傳遞的是實現了該接口的對象。

在 Java 中，函數回調需要利用反射機制來完成，易出錯、效率低，而使用接口可以讓代碼的邏輯更加清晰、運行效率更高、也更便于調試。

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