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睿峰Java培训机构|深度分析 java 抽象类与接口

时间:2017-08-17 15:05:14   来源:未知  作者:睿峰

对于面向对象编程来说,抽象是它的一大特征之一。
 
在Java中,可以通过两种形式来体现 OOP 的抽象:接口和抽象类。
 
这两者有太多相似的地方,又有太多不同的地方。很多人在初学的时候会以为它们可以随意互换使用,但是实际则不然。
```
 
## 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。
```
### 1.1 抽象方法的声明格式
 
```java
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。
```
 
### 1.2 抽象类就是为了继承而存在的
 
```java
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。
```
 
### 1.3 包含抽象方法的类称为抽象类,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和普通的成员方法。
 
```
注意,抽象类和普通类的主要有三点区别:
 
  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为abstract类。
 
  在其他方面,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。
 
```
### 2.1 在Java中,定一个接口的形式如下:
 
```java
[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变量(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(用其他关键字,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。
```
 
### 2.2 要让一个类遵循某组特地的接口需要使用implements关键字,具体格式如下:
```java
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
 
### 3.1 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,而接口中只能存在 public abstract 方法;
 
  2)抽象类中的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。
 
### 3.2 设计层面上的区别
 
#### 3.2.1)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,但是它们都有一个共性,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,因此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。
  
  然后至于有不同种类的飞机,比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可,对于鸟也是类似的,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"的关系,而 接口 实现则是 "有没有"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。
 
```
#### 3.2.2)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。
```
 
### 3.3 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:
 
```java
// 抽象类
abstract class Door {
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}
 
```
#### 或者:
 
```java
// 接口
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。
  
因此最好的解决办法是单独将报警 alarm 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。
```
```java
interface Alram {
    void alarm();
}
 
abstract class Door {
    void open();
    void close();
}
 
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
    void oepn() {
      //....
    }
    void close() {
      //....
    }
    void alarm() {
      //....
    }
}
```

注:以上文档由睿峰Java培训机构-郑老师所提供,转载须注明出处。


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