提升 Java 代碼復用性的三大核心策略：從繼承到組合與介面導向

前言：繼承不是萬能藥

《Design Patterns》一書開宗明義：「多用組合，少用繼承」。繼承雖能復用代碼，卻造成強耦合、破壞封裝、且難以應對「單一方法復用」需求。本文深度解析三種實戰策略，幫助你寫出高內聚、低耦合、易測試的代碼。

策略一：靜態工具類封裝演算法 (提煉純函數)

痛點： 領域物件 `Polygon` 混雜了資料與演算法 (`getPerimeter`, `isConvex`)，子類若只想復用 `containsPoint` 卻被迫繼承整個類別。

解法： 將演算法提煉為無狀態的 `static` 方法，放入專門的工具類 (命名慣例可用 `PolygonUtils` 或 `P` 前綴)。

// 原始類別：精簡為資料持有者
public class Polygon {
    private List<Point> vertices;
    // getter/setter...
}

// 工具類：封裝純演算法，零依賴、易測試
public final class PolygonUtils {
    private PolygonUtils() {} // 防止實例化
    
    public static int computePerimeter(Polygon p) { ... }
    public static boolean isConvex(Polygon p) { ... }
    public static boolean containsPoint(Polygon p, Point pt) { ... }
}

// 客戶端調用
int peri = PolygonUtils.computePerimeter(myPolygon);

優勢： 單一職責、無副作用、可獨立單元測試、支援函數式風格組合。

策略二：參數類型介面化 (面向介面編程)

痛點： 方法簽名綁定具體類別 `Rectangle`，無法處理 `Circle`、`Triangle` 等同樣擁有「邊界矩形」概念的物件。

解法： 定義 `Rectangular` 介面，方法參數改為介面類型。

public interface Rectangular {
    Rectangle getBounds(); // 契約：能提供邊界矩形
}

// 實作方
public class Circle implements Rectangular { ... }
public class Sprite implements Rectangular { ... }

// 演算法方法：完全不知情具體類別
public static boolean contains(Rectangular r, int x, int y) {
    return r.getBounds().contains(x, y);
}

// 集合場景更顯威力
public static boolean anyOverlap(Collection<? extends Rectangular> shapes) { ... }

關鍵： 介面應盡量精簡 (Interface Segregation Principle)，只定義演算法真正需要的契約。

策略三：選擇最小必要介面 (介面隔離與角色介面)

痛點： `Window` 介面龐大，`areOverlapping(Window, Window)` 實際只需座標資訊，卻強迫呼叫端提供完整 `Window` 實作。

解法： 參數類型降級為最小介面 `Rectangular`，甚至為特定演算法定義專用單方法介面 (SAM / 函數式介面)。

// 排序演算法只需要「比較」能力
@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
    int compare(T a, T b);
}

public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<T> cmp) { ... }

// 調用時傳入 Lambda，零負擔
sort(list, (a, b) -> a.getWeight() - b.getWeight());

綜合對比與決策指南

結語

這三大策略並非互斥，而是層層遞進：先提煉純函數 (策略一)，再以介面解耦參數 (策略二)，最後精簡介面至最小集 (策略三)。配合現代 Java 的 Lambda、Stream、Record，能構建出極具彈性的代碼庫。