java接口是高度抽象_深入理解Java的接口和抽象类

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对于面向对象编程来说&＃xff0c;抽象是它的一大特征之一。在Java中&＃xff0c;可以通过两种形式来体现OOP的抽象&＃xff1a;接口和抽象类。这两者有太多相似的地方&＃xff0c;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&＃xff0c;但是实际则不然。今天我们就一起来学习一下Java中的接口和抽象类。下面是本文的目录大纲&＃xff1a;

一.抽象类

二.接口

三.抽象类和接口的区别

若有不正之处&＃xff0c;请多多谅解并欢迎批评指正&＃xff0c;不甚感激。

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一.抽象类

在了解抽象类之前&＃xff0c;先来了解一下抽象方法。抽象方法是一种特殊的方法&＃xff1a;它只有声明&＃xff0c;而没有具体的实现。抽象方法的声明格式为&＃xff1a;

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&＃xff0c;则称这个类为抽象类&＃xff0c;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&＃xff0c;所以不能用抽象类创建对象。

下面要注意一个问题&＃xff1a;在《JAVA编程思想》一书中&＃xff0c;将抽象类定义为“包含抽象方法的类”&＃xff0c;但是后面发现如果一个类不包含抽象方法&＃xff0c;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&＃xff0c;因为如果一个抽象类不包含任何抽象方法&＃xff0c;为何还要设计为抽象类&＃xff1f;所以暂且记住这个概念吧&＃xff0c;不必去深究为什么。

从这里可以看出&＃xff0c;抽象类就是为了继承而存在的&＃xff0c;如果你定义了一个抽象类&＃xff0c;却不去继承它&＃xff0c;那么等于白白创建了这个抽象类&＃xff0c;因为你不能用它来做任何事情。对于一个父类&＃xff0c;如果它的某个方法在父类中实现出来没有任何意义&＃xff0c;必须根据子类的实际需求来进行不同的实现&＃xff0c;那么就可以将这个方法声明为abstract方法&＃xff0c;此时这个类也就成为abstract类了。

包含抽象方法的类称为抽象类&＃xff0c;但并不意味着抽象类中只能有抽象方法&＃xff0c;它和普通类一样&＃xff0c;同样可以拥有成员变量和普通的成员方法。注意&＃xff0c;抽象类和普通类的主要有三点区别&＃xff1a;

1)抽象方法必须为public或者protected(因为如果为private&＃xff0c;则不能被子类继承&＃xff0c;子类便无法实现该方法)&＃xff0c;缺省情况下默认为public。

2)抽象类不能用来创建对象&＃xff1b;

3)如果一个类继承于一个抽象类&＃xff0c;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&＃xff0c;则必须将子类也定义为为abstract类。

在其他方面&＃xff0c;抽象类和普通的类并没有区别。

二.接口

接口&＃xff0c;英文称作interface&＃xff0c;在软件工程中&＃xff0c;接口泛指供别人调用的方法或者函数。从这里&＃xff0c;我们可以体会到Java语言设计者的初衷&＃xff0c;它是对行为的抽象。在Java中&＃xff0c;定一个接口的形式如下&＃xff1a;

接口中可以含有 变量和方法。但是要注意&＃xff0c;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&＃xff0c;用private修饰会报编译错误)&＃xff0c;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&＃xff0c;比如private、protected、static、 final等修饰会报编译错误)&＃xff0c;并且接口中所有的方法不能有具体的实现&＃xff0c;也就是说&＃xff0c;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&＃xff0c;接口是一种极度抽象的类型&＃xff0c;它比抽象类更加“抽象”&＃xff0c;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地的接口需要使用implements关键字&＃xff0c;具体格式如下&＃xff1a;

可以看出&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;而接口中只能存在public abstract 方法&＃xff1b;

2)抽象类中的成员变量可以是各种类型的&＃xff0c;而接口中的成员变量只能是public static final类型的&＃xff1b;

3)接口中不能含有静态代码块以及静态方法&＃xff0c;而抽象类可以有静态代码块和静态方法&＃xff1b;

4)一个类只能继承一个抽象类&＃xff0c;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&＃xff0c;即对类抽象&＃xff0c;而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象&＃xff0c;包括属性、行为&＃xff0c;但是接口却是对类局部(行为)进行抽象。举个简单的例子&＃xff0c;飞机和鸟是不同类的事物&＃xff0c;但是它们都有一个共性&＃xff0c;就是都会飞。那么在设计的时候&＃xff0c;可以将飞机设计为一个类Airplane&＃xff0c;将鸟设计为一个类Bird&＃xff0c;但是不能将 飞行 这个特性也设计为类&＃xff0c;因此它只是一个行为特性&＃xff0c;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&＃xff0c;包含方法fly( )&＃xff0c;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&＃xff0c;比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可&＃xff0c;对于鸟也是类似的&＃xff0c;不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出&＃xff0c;继承是一个 "是不是"的关系&＃xff0c;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&＃xff0c;则子类必定是抽象类的种类&＃xff0c;而接口实现则是有没有、具备不具备的关系&＃xff0c;比如鸟是否能飞(或者是否具备飞行这个特点)&＃xff0c;能飞行则可以实现这个接口&＃xff0c;不能飞行就不实现这个接口。

2)设计层面不同&＃xff0c;抽象类作为很多子类的父类&＃xff0c;它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范&＃xff0c;它是一种辐射式设计。什么是模板式设计&＃xff1f;最简单例子&＃xff0c;大家都用过ppt里面的模板&＃xff0c;如果用模板A设计了ppt B和ppt C&＃xff0c;ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了&＃xff0c;如果它们的公共部分需要改动&＃xff0c;则只需要改动模板A就可以了&＃xff0c;不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计&＃xff0c;比如某个电梯都装了某种报警器&＃xff0c;一旦要更新报警器&＃xff0c;就必须全部更新。也就是说对于抽象类&＃xff0c;如果需要添加新的方法&＃xff0c;可以直接在抽象类中添加具体的实现&＃xff0c;子类可以不进行变更&＃xff1b;而对于接口则不行&＃xff0c;如果接口进行了变更&＃xff0c;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&＃xff1a;门和警报的例子&＃xff1a;门都有open( )和close( )两个动作&＃xff0c;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&＃xff1a;

或者&＃xff1a;

但是现在如果我们需要门具有报警alarm( )的功能&＃xff0c;那么该如何实现&＃xff1f;下面提供两种思路&＃xff1a;

1)将这三个功能都放在抽象类里面&＃xff0c;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&＃xff0c;但是有的门并不一定具备报警功能&＃xff1b;

2)将这三个功能都放在接口里面&＃xff0c;需要用到报警功能的类就需要实现这个接口中的open( )和close( )&＃xff0c;也许这个类根本就不具备open( )和close( )这两个功能&＃xff0c;比如火灾报警器。

从这里可以看出&＃xff0c; Door的open() 、close()和alarm()根本就属于两个不同范畴内的行为&＃xff0c;open()和close()属于门本身固有的行为特性&＃xff0c;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设计为一个接口&＃xff0c;包含alarm()行为,Door设计为单独的一个抽象类&＃xff0c;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。