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  • 【转】Java的接口和抽象类

      对于面向对象编程来说,抽象是它的一大特征。在Java中,可以通过两种形式来体现OOP的抽象:接口和抽象类。这两者有很多相似的地方,又有很多不同的地方。

    一、抽象类

      在了解抽象类之前,先来了解一下抽象方法。抽象方法是一种特殊的方法:它只有声明,而没有具体的实现。其声明格式为:

    abstract void fun();

      抽象方法必须用abstract关键字进行修饰。如果一个类含有抽象方法,则称这个类为抽象类,抽象类必须在类前用abstract关键字修饰。因为抽象类中含有无具体实现的方法,所以不能用抽象类创建对象。

      下面要注意一个问题:在《JAVA编程思想》一书中,将抽象类定义为“包含抽象方法的类”,但是后面发现如果一个类不包含抽象方法,只是用abstract修饰的话也是抽象类。也就是说抽象类不一定必须含有抽象方法。个人觉得这个属于钻牛角尖的问题吧,因为如果一个抽象类不包含任何抽象方法,为何还要设计为抽象类?所以暂且记住这个概念吧,不必去深究为什么。

    [public] abstract class ClassName {
        abstract void fun();    
    }

      从这里可以看出,抽象类就是为了继承而存在的,如果你定义了一个抽象类,却不去继承它,那么等于白白创建了这个抽象类,因为你不能用它来做任何事情。对于一个父类,如果它的某个方法在父类中实现出来没有任何意义,必须根据子类的实际需求来进行不同的实现,那么就可以将这个方法声明为abstract方法,此时这个类也就成为abstract类了

      包含抽象方法的类成为抽象类,但并不意味着抽象类中只能有抽象方法,它和普通类一样,同样可以拥有成员变量普通的成员方法。注意,抽象类和普通类主要有三点区别:

      1)抽象方法必须为public或者protected(因为如果为private,则不能被子类继承,子类便无法实现该方法),缺省情况下默认为public

      2)抽象类不能用来创建对象;

      3)如果一个类继承于一个抽象类,则子类必须实现父类的抽象方法。如果子类没有实现父类的抽象方法,则必须将子类也定义为abstract类

      在其它方面,抽象类和普通的类并没有区别。

    二、接口

      接口,英文称作interface,在软件工程中,接口泛指供别人调用的方法或者函数。从这里,我们可以体会到Java语言设计者的初衷,它是对行为的抽象。在Java中,定一个接口的形式如下:

    [public] interface InterfaceName {
    
    }

      接口中可以含有变量和方法。但是要注意,接口中的变量会被隐式地指定为public static final(并且只能是public static final变量,用private修饰会报编译错误)而方法会被隐式地指定为public abstract方法且只能是public abstract方法(用其它关键字,比如private、protected、static、final等修饰会报编译错误),并且接口中所有的方法不能有具体的实现,也就是说,接口中的方法必须都是抽象方法。从这里可以隐约看出接口和抽象类的区别,接口是一种极度抽象的类型,它比抽象类更加“抽象”,并且一般情况下不在接口中定义变量

      要让一个类遵循某组特定的接口,需要使用implements关键字,具体格式如下:

    class ClassName implements Interface1,Interface2,[...] {
    
    }

      可以看出,允许一个类遵循多个特定的接口。如果一个非抽象类遵循了某个接口,就必须实现该接口中的所有方法。对于遵循某个接口的抽象类,可以不实现该接口中的抽象方法。

    三、抽象类和接口的区别

    1、语法层面上的区别

      1)抽象类可以提供成员方法的实现细节(即普通成员方法),而接口中只能存在public abstract方法;

      2)抽象类中成员变量可以是各种类型的,而接口中的成员变量只能是public static final类型的;

      3)接口中不能含有静态代码块以及静态方法,而抽象类可以有静态代码块和静态方法;

      4)一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口

    2、设计层面上的区别

      1)抽象类是对一种事物的抽象,即对类抽象,而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象,包括属性、行为,但是接口却是对类局部(行为)进行抽象。举个简单的例子,飞机和鸟是不同类的事物,但是他们都有一个共性,就是都会飞。那么在设计的时候,可以将飞机设计为一个类Airplane,将鸟设计为一个类Bird,但是不能将“飞行”这个特性也设计为类,因为它只是一个行为特性,并不是对一类事物的抽象描述。此时,可以将“飞行”设计为一个接口Fly,包含方法fly(),然后Airplane和Bird分别根据自己的需要实现Fly这个接口。然后至于不同种类的飞机,如战斗机、民用飞机、直升机等直接继承Airplane即可。对于鸟也是类似,不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出,继承是一个“是不是(Has)”的关系,而接口实现则是“有没有(Is)”的关系。如果一个类继承了某个抽象类,则子类必定是抽象类的种类;而接口实现则是有没有、具备不具备的关系,比如鸟是否能飞(或者是否具备飞行这个特点),能飞行则可以实现这个接口,不能飞行就不实现这个接口。

      2)设计层面不同,抽象类作为很多子类的父类,它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范,它是一种辐射式设计。什么是模板式设计?最简单的例子,大家都用过ppt里面的模板,如果用模板A设计了ppt B和ppt C,ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了,如果它们的公共部分需要改动,则只需要改动模板A就可以了,不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计,比如某个电梯都装了某种报警器,一旦要更新报警器,就必须全部电梯都更新。也就是说,对于抽象类,如果需要添加新的方法,可以直接在抽象类中添加具体的实现,子类可以不进行变更;而对于接口则不行,如果接口进行了变更,则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动

      下面看一个网上流传最广泛的例子:门和警报的例子:门都有open()和close()两个动作,此时我们可以定义通过抽象类和接口来定义这个抽象概念:

    abstract class Door {
        public abstract void open();
        public abstract void close();        
    }

      或者:

    interface Door {
        public abstract void open();
        public abstract void close();
    }

      但是现在如果我们需要门具有报警alarm()的功能,那么该如何实现?下面提供两种思路:

    1)将这三个功能都放在抽象类里面,但是这样一来所有继承于这个抽象类的子类都具备了报警功能,但是有的门并不一定具备报警功能;

    2)将这三个功能都放在接口里面,需要用到报警功能的类就需要实现这个接口中的open()和close(),也许这个类根本就不具备open()和close()这两个功能,比如火灾报警器。

      从这里可以看出,Door的open()、close()和alarm()根本就属于两个不同范畴内的行为,open()和close()属于门本身固有的行为特性,而alarm()属于延伸的附加行为。因此,最好的解决方法是单独将报警设计为一个接口,包含alarm()行为,Door设计为单独的一个抽象类,包含open和close两种行为。再设计一个报警门继承Door类和实现Alarm接口。

     1 interface Alarm {
     2     void alarm();
     3 }
     4 
     5 abstract class Door {
     6     void open();
     7     void close();
     8 }
     9 
    10 class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
    11     void open() {
    12         //...  
    13     }
    14 
    15     void close() {
    16         //...
    17     }
    18 
    19     void alarm() {
    20         //...
    21     }
    22 }

    转载自:https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

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    补充:抽象类可以不用实现接口的全部方法

      有的时候需要将接口和抽象类配合起来使用,这样可以为开发者提供相当的便利性,开发者觉得哪个方便就选用哪个。这样的抽象类称为便利类。此时,便利类并不需要实现接口的所有方法,可以留给继承它的子类去实现它们。

      这么做并非没有意义,当你自己写的类想用接口中个别方法的时候(注意不是所有的方法),那么你就可以用一个抽象类先实现这个接口(方法体中为空),然后再用你的类继承这个抽象类,这样就可以达到你的目的,如果你直接用类实现接口,那是所有方法都必须实现的

    例子(适配器)

    没有适配器的时候,实现接口的类要实现接口的所有方法,即便只是对其中一个方法进行了实现。

    // 事件源:人(对象)
    Person p = new Person("张三");
     
    // 事件:受伤(接口)
    interface 受伤 {
        void 一拳();
        void 一脚();
        void 一板砖();          
    }
    
    //受伤处理类
    class 受伤处理类 implements 受伤 {
        void 一拳() {
            System.out.println("鼻子流血了,送到卫生间洗洗");
        }
      
        void 一脚() {
            // 没被踢,不处理
        }
    
        void 一板砖() {
            // 没挨板砖,不处理
        }
    }

    建立一个抽象类实现接口(适配器概念),再用抽象类的子类重写想要实现的方法。

    // 修正事件处理
    abstract class 受伤适配器 implements 受伤 {
        public void 一拳() {}
        public void 一脚() {}
        public void 一板砖() {}
    }
    
    class 受伤处理类 extends 受伤适配器 {
        public void 一拳() {
            System.out.println("鼻子流血了,送到卫生间洗洗");
        }
    }
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