Java的接口和抽象類

時(shí)間：2024-07-09 06:18:48 JAVA認(rèn)證我要投稿

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Java的接口和抽象類

　　在Java中，可以通過兩種形式來體現(xiàn)OOP的抽象：接口和抽象類。這兩者有太多相似的地方，又有太多不同的地方。很多人在初學(xué)的時(shí)候會(huì)以為它們可以隨意互換使用，但是實(shí)際則不然。今天我們就一起來學(xué)習(xí)一下Java中的接口和抽象類。下面是本文的目錄大綱：

　　一.抽象類

　　二.接口

　　三.抽象類和接口的區(qū)別

　　若有不正之處，請(qǐng)多多諒解并歡迎批評(píng)指正，不甚感激。

　　一.抽象類

　　在了解抽象類之前，先來了解一下抽象方法。抽象方法是一種特殊的方法：它只有聲明，而沒有具體的實(shí)現(xiàn)。抽象方法的聲明格式為：

　　abstract void fun();

　　抽象方法必須用abstract關(guān)鍵字進(jìn)行修飾。如果一個(gè)類含有抽象方法，則稱這個(gè)類為抽象類，抽象類必須在類前用abstract關(guān)鍵字修飾。因?yàn)槌橄箢愔泻袩o具體實(shí)現(xiàn)的方法，所以不能用抽象類創(chuàng)建對(duì)象。

　　下面要注意一個(gè)問題：在《Java編程思想》一書中，將抽象類定義為“包含抽象方法的類”，但是后面發(fā)現(xiàn)如果一個(gè)類不包含抽象方法，只是用abstract修飾的話也是抽象類。也就是說抽象類不一定必須含有抽象方法。個(gè)人覺得這個(gè)屬于鉆牛角尖的問題吧，因?yàn)槿绻粋€(gè)抽象類不包含任何抽象方法，為何還要設(shè)計(jì)為抽象類?所以暫且記住這個(gè)概念吧，不必去深究為什么。

　　[public] abstract class ClassName {

　　abstract void fun();

　　}

　　從這里可以看出，抽象類就是為了繼承而存在的，如果你定義了一個(gè)抽象類，卻不去繼承它，那么等于白白創(chuàng)建了這個(gè)抽象類，因?yàn)槟悴荒苡盟鼇碜鋈魏问虑椤?duì)于一個(gè)父類，如果它的某個(gè)方法在父類中實(shí)現(xiàn)出來沒有任何意義，必須根據(jù)子類的實(shí)際需求來進(jìn)行不同的實(shí)現(xiàn)，那么就可以將這個(gè)方法聲明為abstract方法，此時(shí)這個(gè)類也就成為abstract類了。

　　包含抽象方法的類稱為抽象類，但并不意味著抽象類中只能有抽象方法，它和普通類一樣，同樣可以擁有成員變量和普通的成員方法。注意，抽象類和普通類的主要有三點(diǎn)區(qū)別：

　　1)抽象方法必須為public或者protected(因?yàn)槿绻麨閜rivate，則不能被子類繼承，子類便無法實(shí)現(xiàn)該方法)，缺省情況下默認(rèn)為public。

　　2)抽象類不能用來創(chuàng)建對(duì)象;

　　3)如果一個(gè)類繼承于一個(gè)抽象類，則子類必須實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法。如果子類沒有實(shí)現(xiàn)父類的抽象方法，則必須將子類也定義為為abstract類。

　　在其他方面，抽象類和普通的類并沒有區(qū)別。

　　二.接口

　　接口，英文稱作interface，在軟件工程中，接口泛指供別人調(diào)用的方法或者函數(shù)。從這里，我們可以體會(huì)到Java語言設(shè)計(jì)者的初衷，它是對(duì)行為的抽象。在Java中，定一個(gè)接口的形式如下：

　　[public] interface InterfaceName {

　　}

　　接口中可以含有變量和方法。但是要注意，接口中的變量會(huì)被隱式地指定為public static final變量(并且只能是public static final變量，用private修飾會(huì)報(bào)編譯錯(cuò)誤)，而方法會(huì)被隱式地指定為public abstract方法且只能是public abstract方法(用其他關(guān)鍵字，比如private、protected、static、final等修飾會(huì)報(bào)編譯錯(cuò)誤)，并且接口中所有的方法不能有具體的實(shí)現(xiàn)，也就是說，接口中的方法必須都是抽象方法。從這里可以隱約看出接口和抽象類的區(qū)別，接口是一種極度抽象的類型，它比抽象類更加“抽象”，并且一般情況下不在接口中定義變量。

　　要讓一個(gè)類遵循某組特地的接口需要使用implements關(guān)鍵字，具體格式如下：

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

　　}

　　可以看出，允許一個(gè)類遵循多個(gè)特定的接口。如果一個(gè)非抽象類遵循了某個(gè)接口，就必須實(shí)現(xiàn)該接口中的所有方法。對(duì)于遵循某個(gè)接口的抽象類，可以不實(shí)現(xiàn)該接口中的抽象方法。

　　三.抽象類和接口的區(qū)別

　　1.語法層面上的區(qū)別

　　1)抽象類可以提供成員方法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而接口中只能存在public abstract 方法;

　　2)抽象類中的成員變量可以是各種類型的，而接口中的成員變量只能是public static final類型的;

　　3)接口中不能含有靜態(tài)代碼塊以及靜態(tài)方法，而抽象類可以有靜態(tài)代碼塊和靜態(tài)方法;

　　4)一個(gè)類只能繼承一個(gè)抽象類，而一個(gè)類卻可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。

　　2.設(shè)計(jì)層面上的區(qū)別

　　1)抽象類是對(duì)一種事物的抽象，即對(duì)類抽象，而接口是對(duì)行為的抽象。抽象類是對(duì)整個(gè)類整體進(jìn)行抽象，包括屬性、行為，但是接口卻是對(duì)類局部(行為)進(jìn)行抽象。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，飛機(jī)和鳥是不同類的事物，但是它們都有一個(gè)共性，就是都會(huì)飛。那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將飛機(jī)設(shè)計(jì)為一個(gè)類Airplane，將鳥設(shè)計(jì)為一個(gè)類Bird，但是不能將飛行這個(gè)特性也設(shè)計(jì)為類，因此它只是一個(gè)行為特性，并不是對(duì)一類事物的抽象描述。此時(shí)可以將飛行設(shè)計(jì)為一個(gè)接口Fly，包含方法fly()，然后Airplane和Bird分別根據(jù)自己的需要實(shí)現(xiàn)Fly這個(gè)接口。然后至于有不同種類的飛機(jī)，比如戰(zhàn)斗機(jī)、民用飛機(jī)等直接繼承Airplane即可，對(duì)于鳥也是類似的，不同種類的鳥直接繼承Bird類即可。從這里可以看出，繼承是一個(gè)“是不是”的關(guān)系，而接口實(shí)現(xiàn)則是“有沒有”的關(guān)系。如果一個(gè)類繼承了某個(gè)抽象類，則子類必定是抽象類的種類，而接口實(shí)現(xiàn)則是有沒有、具備不具備的關(guān)系，比如鳥是否能飛(或者是否具備飛行這個(gè)特點(diǎn))，能飛行則可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，不能飛行就不實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。

　　2)設(shè)計(jì)層面不同，抽象類作為很多子類的父類，它是一種模板式設(shè)計(jì)。而接口是一種行為規(guī)范，它是一種輻射式設(shè)計(jì)。什么是模板式設(shè)計(jì)?最簡(jiǎn)單例子，大家都用過ppt里面的模板，如果用模板A設(shè)計(jì)了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它們的公共部分需要改動(dòng)，則只需要改動(dòng)模板A就可以了，不需要重新對(duì)ppt B和ppt C進(jìn)行改動(dòng)。而輻射式設(shè)計(jì)，比如某個(gè)電梯都裝了某種報(bào)警器，一旦要更新報(bào)警器，就必須全部更新。也就是說對(duì)于抽象類，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象類中添加具體的實(shí)現(xiàn)，子類可以不進(jìn)行變更;而對(duì)于接口則不行，如果接口進(jìn)行了變更，則所有實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類都必須進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。

　　下面看一個(gè)網(wǎng)上流傳最廣泛的例子：門和警報(bào)的例子：門都有open( )和close()兩個(gè)動(dòng)作，此時(shí)我們可以定義通過抽象類和接口來定義這個(gè)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();

　　}

　　但是現(xiàn)在如果我們需要門具有報(bào)警alarm( )的功能，那么該如何實(shí)現(xiàn)?下面提供兩種思路：

　　1)將這三個(gè)功能都放在抽象類里面，但是這樣一來所有繼承于這個(gè)抽象類的子類都具備了報(bào)警功能，但是有的門并不一定具備報(bào)警功能;

　　2)將這三個(gè)功能都放在接口里面，需要用到報(bào)警功能的類就需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口中的open()和close()，也許這個(gè)類根本就不具備open()和close()這兩個(gè)功能，比如火災(zāi)報(bào)警器。

　　從這里可以看出， Door的open()

　　、close()和alarm()根本就屬于兩個(gè)不同范疇內(nèi)的行為，open()和close()屬于門本身固有的行為特性，而alarm()屬于延伸的附加行為。因此最好的解決辦法是單獨(dú)將報(bào)警設(shè)計(jì)為一個(gè)接口，包含alarm()行為,Door設(shè)計(jì)為單獨(dú)的一個(gè)抽象類，包含open和close兩種行為。再設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警門繼承Door類和實(shí)現(xiàn)Alarm接口。

　　interface Alram {

　　void alarm();

　　}

　　abstract class Door {

　　void open();

　　void close();

　　}

　　class AlarmDoor extends Door implements Alarm {

　　void oepn() {

　　//....

　　}

　　void close() {