Java的接口和抽象類

時間：2024-07-09 06:18:48 JAVA認證

Java的接口和抽象類

　　在Java中，可以通過兩種形式來體現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。很多人在初學的時候會以為它們可以隨意互換使用，但是實際則不然。今天我們就一起來學習一下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.抽象類和接口的區別

　　若有不正之處，請多多諒解并歡迎批評指正，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，而沒有具體的實現。抽象方法的聲明格式為：

　　abstract void fun();

　　抽象方法必須用abstract關鍵字進行修飾。如果一個類含有抽象方法，則稱這個類為抽象類，抽象類必須在類前用abstract關鍵字修飾。因為抽象類中含有無具體實現的方法，所以不能用抽象類創建對象。

　　下面要注意一個問題：在《Java編程思想》一書中，將抽象類定義為“包含抽象方法的類”，但是后面發現如果一個類不包含抽象方法，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。個人覺得這個屬于鉆牛角尖的問題吧，因為如果一個抽象類不包含任何抽象方法，為何還要設計為抽象類?所以暫且記住這個概念吧，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，如果你定義了一個抽象類，卻不去繼承它，那么等于白白創建了這個抽象類，因為你不能用它來做任何事情。對于一個父類，如果它的某個方法在父類中實現出來沒有任何意義，必須根據子類的實際需求來進行不同的實現，那么就可以將這個方法聲明為abstract方法，此時這個類也就成為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區別：

　　1)抽象方法必須為public或者protected(因為如果為private，則不能被子類繼承，子類便無法實現該方法)，缺省情況下默認為public。

　　2)抽象類不能用來創建對象;

　　3)如果一個類繼承于一個抽象類，則子類必須實現父類的抽象方法。如果子類沒有實現父類的抽象方法，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，接口泛指供別人調用的方法或者函數。從這里，我們可以體會到Java語言設計者的初衷，它是對行為的抽象。在Java中，定一個接口的形式如下：

　　[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修飾會報編譯錯誤)，而方法會被隱式地指定為public abstract方法且只能是public abstract方法(用其他關鍵字，比如private、protected、static、final等修飾會報編譯錯誤)，并且接口中所有的方法不能有具體的實現，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。

　　要讓一個類遵循某組特地的接口需要使用implements關鍵字，具體格式如下：

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

　　}

　　可以看出，允許一個類遵循多個特定的接口。如果一個非抽象類遵循了某個接口，就必須實現該接口中的所有方法。對于遵循某個接口的抽象類，可以不實現該接口中的抽象方法。

　　三.抽象類和接口的區別

　　1.語法層面上的區別

　　1)抽象類可以提供成員方法的實現細節，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代碼塊以及靜態方法，而抽象類可以有靜態代碼塊和靜態方法;

　　4)一個類只能繼承一個抽象類，而一個類卻可以實現多個接口。

　　2.設計層面上的區別

　　1)抽象類是對一種事物的抽象，即對類抽象，而接口是對行為的抽象。抽象類是對整個類整體進行抽象，包括屬性、行為，但是接口卻是對類局部(行為)進行抽象。舉個簡單的例子，飛機和鳥是不同類的事物，但是它們都有一個共性，就是都會飛。那么在設計的時候，可以將飛機設計為一個類Airplane，將鳥設計為一個類Bird，但是不能將飛行這個特性也設計為類，因此它只是一個行為特性，并不是對一類事物的抽象描述。此時可以將飛行設計為一個接口Fly，包含方法fly()，然后Airplane和Bird分別根據自己的需要實現Fly這個接口。然后至于有不同種類的飛機，比如戰斗機、民用飛機等直接繼承Airplane即可，對于鳥也是類似的，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“是不是”的關系，而接口實現則是“有沒有”的關系。如果一個類繼承了某個抽象類，則子類必定是抽象類的種類，而接口實現則是有沒有、具備不具備的關系，比如鳥是否能飛(或者是否具備飛行這個特點)，能飛行則可以實現這個接口，不能飛行就不實現這個接口。

　　2)設計層面不同，抽象類作為很多子類的父類，它是一種模板式設計。而接口是一種行為規范，它是一種輻射式設計。什么是模板式設計?最簡單例子，大家都用過ppt里面的模板，如果用模板A設計了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，則只需要改動模板A就可以了，不需要重新對ppt B和ppt C進行改動。而輻射式設計，比如某個電梯都裝了某種報警器，一旦要更新報警器，就必須全部更新。也就是說對于抽象類，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現，子類可以不進行變更;而對于接口則不行，如果接口進行了變更，則所有實現這個接口的類都必須進行相應的改動。

　　下面看一個網上流傳最廣泛的例子：門和警報的例子：門都有open( )和close()兩個動作，此時我們可以定義通過抽象類和接口來定義這個抽象概念：

　　abstract class Door {

　　public abstract void open();

　　public abstract void close();

　　}

　　或者：

　　interface Door {

　　public abstract void open();

　　public abstract void close();

　　}

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

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

　　2)將這三個功能都放在接口里面，需要用到報警功能的類就需要實現這個接口中的open()和close()，也許這個類根本就不具備open()和close()這兩個功能，比如火災報警器。

　　從這里可以看出， Door的open()

　　、close()和alarm()根本就屬于兩個不同范疇內的行為，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將報警設計為一個接口，包含alarm()行為,Door設計為單獨的一個抽象類，包含open和close兩種行為。再設計一個報警門繼承Door類和實現Alarm接口。

　　interface Alram {

　　void alarm();

　　}

　　abstract class Door {

　　void open();

　　void close();

　　}

　　class AlarmDoor extends Door implements Alarm {

　　void oepn() {

　　//....

　　}

　　void close() {