面试题：Visual Basic接口和抽象类设计的优化与陷阱

Question

假设你正在维护一个大型的Visual Basic项目，其中广泛使用了接口与抽象类。基于《Visual Basic接口与抽象类设计实践》，请分享在设计过程中，如何避免因接口或抽象类设计不当而导致的代码维护困难、性能问题等陷阱？并举例说明在项目优化时，怎样通过重构接口和抽象类来提升系统的可扩展性和可维护性？

Answer 1

避免设计陷阱的方法

1. 明确职责单一原则
   • 接口和抽象类应职责明确，每个接口或抽象类只负责一个特定的功能领域。例如，在一个图形绘制项目中，不应将绘制图形的接口和图形数据存储的接口合并。若合并，当存储逻辑变化时，可能影响到绘制相关的代码，增加维护难度。
   • 抽象类也同理，如一个“图形”抽象类，只应定义与图形通用属性和行为相关的内容，不应混入与特定图形（如圆形、矩形）独有的复杂逻辑。
2. 合理定义方法签名
   • 接口方法的参数和返回值类型应清晰且合理。避免使用过于宽泛或模糊的类型，如 Object。在一个数据处理接口中，如果定义方法 Function ProcessData(ByVal data As Object) As Object，调用者很难明确传入和返回的数据具体类型，在实际使用中容易引发类型转换错误，增加维护成本。应根据实际处理的数据类型，如 Function ProcessData(ByVal data As String) As Integer 这样明确的定义。
   • 抽象类方法若有默认实现，也要确保该实现是通用且合理的。比如在一个“动物”抽象类中有 Function Move() As String 方法，若默认实现为“移动方式未知”，对于继承自该抽象类的“猫”“狗”等具体动物类就不合适，需要重新实现。
3. 避免过度抽象
   • 不要为了抽象而抽象，抽象程度应与项目实际需求相符。如果在一个简单的员工管理系统中，抽象出过多层次的“人员”相关的抽象类和接口，如“抽象人员”“通用人员接口”“基础人员抽象类”等，而实际只有“员工”和“管理者”两类具体人员，过多的抽象会使代码结构复杂，增加理解和维护难度。
4. 考虑版本兼容性
   • 接口一旦发布，尽量避免修改其方法签名。在一个对外提供服务的接口中，如果修改了方法参数，可能导致依赖该接口的所有客户端代码无法正常工作。若确实需要修改，可通过新增方法，保留旧方法并标记为过时的方式处理。例如，原接口 IFoo 有方法 Function Bar(ByVal param As Integer) As String，若要增加一个参数，可新增 Function Bar2(ByVal param As Integer, ByVal newParam As String) As String，同时在 Bar 方法中提示调用者使用新方法。
   • 抽象类若有重要的属性或方法变更，要考虑对继承类的影响。可以通过在抽象类中添加新的虚方法或属性，而不是直接修改原有成员，让继承类选择性地重写新成员来实现功能扩展。

重构提升可扩展性和可维护性示例

假设一个电商系统中有如下结构：

1. 原有设计
   • 定义了一个接口 IProduct，包含方法 Function GetDetails() As String 和 Function CalculatePrice() As Decimal。
   • 有多个具体产品类，如 Book、Clothes 等实现了该接口。
   • 随着业务发展，需要为产品添加“是否促销”的属性及计算促销价格的功能。
   • 如果直接在 IProduct 接口中添加 Function GetPromotionPrice() As Decimal 和 Property IsOnPromotion As Boolean，会导致所有实现 IProduct 接口的类都要立即实现这些新成员，即使部分产品类目前不需要促销功能，这就破坏了原有代码的稳定性，增加了维护成本。
2. 重构方案
   • 新建一个接口 IPromotableProduct，继承自 IProduct，并添加 Function GetPromotionPrice() As Decimal 和 Property IsOnPromotion As Boolean 方法和属性。
   • 对于需要促销功能的产品类，如 PromotableBook 类，让它实现 IPromotableProduct 接口，而原本不需要促销功能的 Clothes 类仍保持实现 IProduct 接口不变。
   • 这样的重构既不影响原有产品类的功能，又为需要促销功能的产品提供了扩展空间，提升了系统的可扩展性和可维护性。在后续维护中，如果促销功能有变化，只需要关注实现 IPromotableProduct 接口的类即可。