面向对象的理解 抽象类&接口

一、关于面向对象

1、什么是面向对象

    在解释面向对象之前，先说说面向过程。学过C的同学都知道，C就是面向过程的一种语言。那什么是面向过程呢？比方说组装主机，对于面向过程，需要从0开始。买cpu，显卡，主板，电源，风扇，把这些都通过主板链接到一起。我需要清楚的知道主机组装的每一个步骤。

    介绍了面向过程，再说会正题，什么是面向对象？对于上面的装主机过程面向对象会把主机先抽象成一个机箱，机箱里有cpu，显卡，主板，电源。用主机的人，不关心里面是怎么工作的，也不需要知道内部逻辑，只知道插上电源就能用。面向对象就是把一些行为，属性抽象成一个客观存在的实体。

2、为什么要有面向对象

    面向对象产生的原因有下面两点：

    2.1 计算机是帮助人们解决问题的，然而计算机终究是个机器，他只会按照人所写的代码，一步一步的执行下去，最终得到了结果，因此无论程序多么的复杂，计算机总是能轻松应付，结构化编程，就是按照计算机的思维写出的代码，但是人看到这么复杂的逻辑，就无法维护和扩展了。如前文所述的面向过程编程。

    2.2 结构化设计是以功能为目标来设计构造应用系统，这种做法导致我们设计程序时，不得不将现实世界中的客体映射成应用程序的功能模块，这种转换过程，背离了人们观察和解决问题的基本思路。 

    可见结构化设计在设计系统的时候，无法解决重用、维护、扩展的问题，而且会导致逻辑过于复杂，代码晦涩难懂。于是人们就想，能不能让计算机直接模拟现实的环境，用人类解决问题的思路，习惯，步骤来设计相应的应用程序？这样的程序，人们在读它的时候，会更容易理解，也不需要再把现实世界和程序世界之间来回做转换，于是面向对象就产生了。 

3、面向对象的好处

    面向对象解决了系统的可维护性，可扩展性，可重用性。

   我们都知道面向对象有三大特征，封装、继承和多态。那我们就来看看这三大特征是如何解决系统的可维护性，可扩展性和可重用性的。

    3.1 封装：把一些属性和行为抽象成一个实体，并封装成一个对象。这样一来就可以在不影响其他部分的情况下，修改或是扩展这个对象。封装解决了系统的可维护型

    3.2 继承：子类继承父类，可以继承父类的方法和属性。 实现了多态以及代码的重用，因此也解决了系统的重用性和扩展性。

    3.3 多态：消除类型之间的耦合。继承允许将对象视为它自己本身的类型或是其基类型来加以处理。多态方法调用允许一种类型表现出与其他相似类型之间的区别，只要他们都是从统一基类导出来的。这就实现了可维护性，可扩展性。

 

二、抽象类和接口

1、抽象类

定义：包含抽象方法的类叫做抽象类。如果一个类包含一个或多个抽象方法，该类必须被限定为抽象的。

理解：抽象类是用来捕捉子类的通用特性的 。它不能被实例化，只能被用作子类的超类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板。创建抽象类和抽象方法非常有用，因为他们可以使类的抽象性明确起来，并告诉用户和编译器打算怎样来使用他们。抽象类还是很有用的重构工具，因为他们使得我们可以很容易的将公共方法沿着继承层次结构向上移动。

应用：

    1. 抽象类声明用abstract修饰

    2. 抽象方法也通过abstract修饰

public class HttpServlet extends GenericServlet {
    void service(ServletRequest req, ServletResponse res) {
        // implementation
    }
 
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        // Implementation
    }
 
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        // Implementation
    }
 
    // some other methods related to HttpServlet
}

2、接口

定义：接口是比抽象类更抽象的一个层次。是抽象方法的集合。接口只提供形式，而未提供任何具体实现。

理解：一个接口表示“所有实现了该特定接口的类看起来都像这样。”因此， 任何使用某个特定接口类的代码都知道可以调用该类的哪些方法，而且仅需要知道这些。因此，接口被用来简历类与类之间的协议。

应用：

    1. 创建接口的关键字为interface。

    2. 接口也可以包含域，但是这些域隐式地是static和final的。

    3. 在Java7之前接口中只能定义方法，不能有具体的方法体。但在Java8中，我们也可以通过关键字default为接口定义默认方法了。

    4. 我们可以在接口中显示的将方法声明为public的，但即使你不这么做，它们也是public的。

  

public interface Externalizable extends Serializable {
 
    void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
 
    void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

3、比较

参数	抽象类	接口
默认的方法实现	它可以有默认的方法实现	接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现
实现	子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。	子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现
构造器	抽象类可以有构造器	接口不能有构造器
与正常Java类的区别	除了你不能实例化抽象类之外，它和普通Java类没有任何区别	接口是完全不同的类型
访问修饰符	抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符	接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符。
main方法	抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它	接口没有main方法，因此我们不能运行它。
多继承	抽象方法可以继承一个类和实现多个接口	接口只可以继承一个或多个其它接口
速度	它比接口速度要快	接口是稍微有点慢的，因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。
添加新方法	如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。	如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。

4、选择

  说了这么多那我们应该什么时候使用抽象类和接口

  4.1 如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现，那么使用抽象类吧。

  4.2 如果你想实现多重继承，那么你必须使用接口。由于Java不支持多继承，子类不能够继承多个类，但可以实现多个接口。因此你就可以使用接口来解决它

  4.3 如果基本功能在不断改变，那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能并且使用接口，那么就需要改变所有实现了该接口的类。

参考：

Java编程思想（第4版）

什么是对象，为什么要面向对象，怎么才能面向对象？