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成都創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站制作重慶分公司

夯實Java基礎(chǔ)系列6:一文搞懂抽象類和接口,從基礎(chǔ)到面試題,揭秘其本質(zhì)區(qū)別!

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本文是微信公眾號【Java技術(shù)江湖】的《夯實Java基礎(chǔ)系列博文》其中一篇,本文部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),為了把本文主題講得清晰透徹,也整合了很多我認為不錯的技術(shù)博客內(nèi)容,引用其中了一些比較好的博客文章,如有侵權(quán),請聯(lián)系作者。

該系列博文會告訴你如何從入門到進階,一步步地學習Java基礎(chǔ)知識,并上手進行實戰(zhàn),接著了解每個Java知識點背后的實現(xiàn)原理,更完整地了解整個Java技術(shù)體系,形成自己的知識框架。為了更好地總結(jié)和檢驗?zāi)愕膶W習成果,本系列文章也會提供部分知識點對應(yīng)的面試題以及參考答案。

如果對本系列文章有什么建議,或者是有什么疑問的話,也可以關(guān)注公眾號【Java技術(shù)江湖】聯(lián)系作者,歡迎你參與本系列博文的創(chuàng)作和修訂。

抽象類介紹

什么是抽象?

百度給出的解釋是:從具體事物抽出、概括出它們共同的方面、本質(zhì)屬性與關(guān)系等,而將個別的、非本質(zhì)的方面、屬性與關(guān)系舍棄,這種思維過程,稱為抽象。

這句話概括了抽象的概念,而在Java中,你可以只給出方法的定義不去實現(xiàn)方法的具體事物,由子類去根據(jù)具體需求來具體實現(xiàn)。

這種只給出方法定義而不具體實現(xiàn)的方法被稱為抽象方法,抽象方法是沒有方法體的,在代碼的表達上就是沒有“{}”。

包含一個或多個抽象方法的類也必須被聲明為抽象類。

使用abstract修飾符來表示抽象方法以及抽象類。

//有抽象方法的類也必須被聲明為abstract
public abstract class Test1 {
    //抽象方法,不能有“{}”
    public abstract void f();
}

抽象類除了包含抽象方法外,還可以包含具體的變量和具體的方法。類即使不包含抽象方法,也可以被聲明為抽象類,防止被實例化。

抽象類不能被實例化,也就是不能使用new關(guān)鍵字來得到一個抽象類的實例,抽象方法必須在子類中被實現(xiàn)。

//有抽象方法的類也必須被聲明為abstract
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher=new Teacher("教師");
        teacher.work();
        Driver driver=new Driver("駕駛員");
        driver.work();
    }
}
//一個抽象類
abstract class People{
    //抽象方法
    public abstract void work();
}
class Teacher extends People{
    private String work;
    public Teacher(String work) {
        this.work=work;
    }
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("我的職業(yè)是"+this.work);
    }
}
class Driver extends People{
    private String work;
    public Driver(String work) {
        this.work=work;
    }
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("我的職業(yè)是"+this.work);
    }
}

運行結(jié)果:
我的職業(yè)是教師
我的職業(yè)是駕駛員
幾點說明:

抽象類不能直接使用,需要子類去實現(xiàn)抽象類,然后使用其子類的實例。然而可以創(chuàng)建一個變量,其類型也是一個抽象類,并讓他指向具體子類的一個實例,也就是可以使用抽象類來充當形參,實際實現(xiàn)類為實參,也就是多態(tài)的應(yīng)用。

People people=new Teacher("教師");
people.work();

不能有抽象構(gòu)造方法或抽象靜態(tài)方法。

如果非要使用new關(guān)鍵在來創(chuàng)建一個抽象類的實例的話,可以這樣:

People people=new People() {
    @Override
    public void work() {
        //實現(xiàn)這個方法的具體功能
    }
        };

個人不推薦這種方法,代碼讀起來有點累。

在下列情況下,一個類將成為抽象類:

當一個類的一個或多個方法是抽象方法時。
當類是一個抽象類的子類,并且不能實現(xiàn)父類的所有抽象方法時。
當一個類實現(xiàn)一個接口,并且不能實現(xiàn)接口的所有抽象方法時。
注意:
上面說的是這些情況下一個類將稱為抽象類,沒有說抽象類就一定會是這些情況。
抽象類可以不包含抽象方法,包含抽象方法的類就一定是抽象類。
事實上,抽象類可以是一個完全正常實現(xiàn)的類。

為什么要用抽象類

老是在想為什么要引用抽象類,一般類不就夠用了嗎。一般類里定義的方法,子類也可以覆蓋,沒必要定義成抽象的啊。

看了下面的文章,明白了一點。

其實不是說抽象類有什么用,一般類確實也能滿足應(yīng)用,但是現(xiàn)實中確實有些父類中的方法確實沒有必要寫,因為各個子類中的這個方法肯定會有不同,所以沒有必要再父類里寫。當然你也可以把抽象類都寫成非抽象類,但是這樣沒有必要。

而寫成抽象類,這樣別人看到你的代碼,或你看到別人的代碼,你就會注意抽象方法,而知道這個方法是在子類中實現(xiàn)的,所以,有個提示作用。

下面看一個關(guān)于抽象類的小故事

問你個問題,你知道什么是“東西”嗎?什么是“物體”嗎? 
“麻煩你,小王。幫我把那個東西拿過來好嗎” 
在生活中,你肯定用過這個詞--東西。 
小王:“你要讓我?guī)湍隳媚莻€水杯嗎?” 
你要的是水杯類的對象。而東西是水杯的父類。通常東西類沒有實例對象,但我們有時需要東西的引用指向它的子類實例。 
你看你的房間亂成什么樣子了,以后不要把東西亂放了,知道么? 
又是東西,它是一個數(shù)組。而數(shù)組中的元素都是其子類的實例。 
--------- 
上面講的只是子類和父類。而沒有說明抽象類的作用。抽象類是據(jù)有一個或多個抽象方法的類,必須聲明為抽象類。抽象類的特點是,不能創(chuàng)建實例。 
這些該死的抽象類,也不知道它有什么屁用。我非要把它改一改不可。把抽象類中的抽象方法都改為空實現(xiàn)。也就是給抽象方法加上一個方法體,不過這個方法體是空的。這回抽象類就沒有抽象方法了。它就可以不在抽象了。 
當你這么嘗試之后,你發(fā)現(xiàn),原來的代碼沒有任何變化。大家都還是和原來一樣,工作的很好。你這回可能更加相信,抽象類根本就沒有什么用。但總是不死心,它應(yīng)該有點用吧,不然創(chuàng)造Java的這伙傳說中的天才不成了傻子了嗎? 
接下來,我們來寫一個小游戲。俄羅斯方塊!我們來分析一下它需要什么類?
我知道它要在一個矩形的房子里完成。這個房子的上面出現(xiàn)一個方塊,慢慢的下落,當它接觸到地面或是其它方塊的尸體時,它就停止下落了。然后房子的上面又會出現(xiàn)一個新的方塊,與前一個方塊一樣,也會慢慢的下落。在它還沒有死亡之前,我可以盡量的移動和翻轉(zhuǎn)它。這樣可以使它起到落地時起到一定的作用,如果好的話,還可以減下少幾行呢。這看起來好象人生一樣,它在為后來人努力著。
當然,我們不是真的要寫一個游戲。所以我們簡化它。我抽象出兩個必須的類,一個是那個房間,或者就它地圖也行。另一個是方塊。我發(fā)現(xiàn)方塊有很多種,數(shù)一下,共6種。它們都是四個小矩形構(gòu)成的。但是它們還有很多不同,例如:它們的翻轉(zhuǎn)方法不同。先把這個問題放到一邊去,我們回到房子這個類中。
房子上面總是有方塊落下來,房子應(yīng)該有個屬性是方塊。當一個方塊死掉后,再創(chuàng)建一個方塊,讓它出現(xiàn)在房子的上面。當玩家要翻轉(zhuǎn)方法時,它翻轉(zhuǎn)的到底是哪個方塊呢?當然,房子中只有一個方塊可以被翻轉(zhuǎn),就是當前方塊。它是房子的一個屬性。那這個屬性到底是什么類型的呢?方塊有很多不同啊,一共有6種之多,我需要寫六個類。一個屬性不可能有六種類型吧。當然一個屬性只能有一種類型。
我們寫一個方塊類,用它來派生出6個子類。而房子類的當前方塊屬性的類型是方塊類型。它可以指向任何子類。但是,當我調(diào)用當前方塊的翻轉(zhuǎn)方法時,它的子類都有嗎?如果你把翻轉(zhuǎn)方法寫到方塊類中,它的子類自然也就有了??梢赃@六種子類的翻轉(zhuǎn)方法是不同的。我們知道'田'方塊,它只有一種狀態(tài),無論你怎么翻轉(zhuǎn)它。而長條的方塊有兩種狀態(tài)。一種是‘-’,另一種是‘|’。這可怎么辦呢?我們知道Java的多態(tài)性,你可以讓子類來重寫父類的方法。也就是說,在父類中定義這個方法,子類在重寫這個方法。
那么在父類的這個翻轉(zhuǎn)方法中,我寫一些什么代碼呢?讓它有幾種狀態(tài)呢?因為我們不可能實例化一個方塊類的實例,所以它的翻轉(zhuǎn)方法中的代碼并不重要。而子類必須去重寫它。那么你可以在父類的翻轉(zhuǎn)方法中不寫任何代碼,也就是空方法。
我們發(fā)現(xiàn),方法類不可能有實例,它的翻轉(zhuǎn)方法的內(nèi)容可以是任何的代碼。而子類必須重寫父類的翻轉(zhuǎn)方法。這時,你可以把方塊類寫成抽象類,而它的抽象方法就是翻轉(zhuǎn)方法。當然,你也可以把方塊類寫為非抽象的,也可以在方塊類的翻轉(zhuǎn)方法中寫上幾千行的代碼。但這樣好嗎?難道你是微軟派來的,非要說Java中的很多東西都是沒有用的嗎?
當我看到方塊類是抽象的,我會很關(guān)心它的抽象方法。我知道它的子類一定會重寫它,而且,我會去找到抽象類的引用。它一定會有多態(tài)性的體現(xiàn)。
但是,如果你沒有這樣做,我會認為可能會在某個地方,你會實例化一個方塊類的實例,但我找了所有的地方都沒有找到。最后我會大罵你一句,你是來欺騙我的嗎,你這個白癡。
把那些和“東西”差不多的類寫成抽象的。而水杯一樣的類就可以不是抽象的了。當然水杯也有幾千塊錢一個的和幾塊錢一個的。水杯也有子類,例如,我用的水杯都很高檔,大多都是一次性的紙水杯。
記住一點,面向?qū)ο蟛皇莵碜杂贘ava,面向?qū)ο缶驮谀愕纳钪?。而Java的面向?qū)ο笫欠奖隳憬鉀Q復雜的問題。這不是說面向?qū)ο蠛芎唵?,雖然面向?qū)ο蠛軓碗s,但Java知道,你很了解面向?qū)ο?,因為它就在你身邊?/pre>

接口介紹

接口(英文:Interface),在JAVA編程語言中是一個抽象類型,是抽象方法的集合,接口通常以interface來聲明。一個類通過繼承接口的方式,從而來繼承接口的抽象方法。

接口并不是類,編寫接口的方式和類很相似,但是它們屬于不同的概念。類描述對象的屬性和方法。接口則包含類要實現(xiàn)的方法。

除非實現(xiàn)接口的類是抽象類,否則該類要定義接口中的所有方法。

接口無法被實例化,但是可以被實現(xiàn)。一個實現(xiàn)接口的類,必須實現(xiàn)接口內(nèi)所描述的所有方法,否則就必須聲明為抽象類。另外,在 Java 中,接口類型可用來聲明一個變量,他們可以成為一個空指針,或是被綁定在一個以此接口實現(xiàn)的對象。

接口與類相似點:

  • 一個接口可以有多個方法。
  • 接口文件保存在 .java 結(jié)尾的文件中,文件名使用接口名。
  • 接口的字節(jié)碼文件保存在 .class 結(jié)尾的文件中。
  • 接口相應(yīng)的字節(jié)碼文件必須在與包名稱相匹配的目錄結(jié)構(gòu)中。

接口與類的區(qū)別:

  • 接口不能用于實例化對象。
  • 接口沒有構(gòu)造方法。
  • 接口中所有的方法必須是抽象方法。
  • 接口不能包含成員變量,除了 static 和 final 變量。
  • 接口不是被類繼承了,而是要被類實現(xiàn)。
  • 接口支持多繼承。

接口特性

  • 接口中每一個方法也是隱式抽象的,接口中的方法會被隱式的指定為 public abstract(只能是 public abstract,其他修飾符都會報錯)。
  • 接口中可以含有變量,但是接口中的變量會被隱式的指定為 public static final變量(并且只能是 public,用 private 修飾會報編譯錯誤)。
  • 接口中的方法是不能在接口中實現(xiàn)的,只能由實現(xiàn)接口的類來實現(xiàn)接口中的方法。

抽象類和接口的區(qū)別

  • 1. 抽象類中的方法可以有方法體,就是能實現(xiàn)方法的具體功能,但是接口中的方法不行。
  • 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(用 static 修飾的方法),而抽象類是可以有靜態(tài)代碼塊和靜態(tài)方法。
  • 4. 一個類只能繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現(xiàn)多個接口。

:JDK 1.8 以后,接口里可以有靜態(tài)方法和方法體了。

接口的使用:

我們來舉個例子,定義一個抽象類People,一個普通子類Student,兩個接口。子類Student繼承父類People,并實現(xiàn)接口Study,Write

代碼演示:

package demo;
//構(gòu)建一個抽象類People
abstract class People{
    //父類屬性私有化
    private String name;
    private int age;
    //提供父類的構(gòu)造器
    public People(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //提供獲取和設(shè)置屬性的getter()/setter()方法
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    //提供一個抽象方法
    public abstract void talk();    
}
//定義一個接口
interface Study{
    //設(shè)置課程數(shù)量為3
    int COURSENUM = 3;
    //構(gòu)建一個默認方法
    default void stu(){
        System.out.println("學生需要學習"+COURSENUM+"門課程");
    }
}
//再定義一個接口
interface Write{
    //定義一個抽象方法
    void print();
}
//子類繼承People,實現(xiàn)接口Study,Write
class Student extends People implements Study,Write{
    //通過super關(guān)鍵字調(diào)用父類的構(gòu)造器
    public Student(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    //實現(xiàn)父類的抽象方法
    public void talk() {
        System.out.println("我的名字叫"+this.getName()+",今年"+this.getAge()+"歲");
    }
    //實現(xiàn)Write接口的抽象方法
    public void print() {
        System.out.println("學生會寫作業(yè)");
    }
}
public class InterfaceDemo{
    public static void main(String[] args) {
        //構(gòu)建student對象
        Student student = new Student("dodo", 22);
        //調(diào)用父類的抽象方法
        student.talk();
        //調(diào)用接口Write中的抽象方法
        student.print();
        //調(diào)用接口Study中的默認方法
        student.stu();
    }
}

代碼講解:上述例子結(jié)合了抽象類和接口的知識,內(nèi)容較多,同學們可以多看多敲一下,學習學習。

接口的實現(xiàn):類名 implements 接口名,有多個接口名,用“,”隔開即可。

接口的作用——制定標準
接口師表尊,所謂的標準,指的是各方共同遵守一個守則,只有操作標準統(tǒng)一了,所有的參與者才可以按照統(tǒng)一的規(guī)則操作。

如電腦可以和各個設(shè)備連接,提供統(tǒng)一的USB接口,其他設(shè)備只能通過USB接口和電腦相連
代碼實現(xiàn):
package demo;
interface USB 
{
    public void work() ;    // 拿到USB設(shè)備就表示要進行工作
}
class Print implements USB         //實現(xiàn)類(接口類)    
{                               // 打印機實現(xiàn)了USB接口標準(對接口的方法實現(xiàn))
    public void work() 
   {
        System.out.println("打印機用USB接口,連接,開始工作。") ;
    }
}
class Flash implements USB         //實現(xiàn)類(接口類)                  
{                                  // U盤實現(xiàn)了USB接口標準(對接口的方法實現(xiàn))
    public void work() 
    {
        System.out.println("U盤使用USB接口,連接,開始工作。") ;
    }
}
class Computer 
{
    public void plugin(USB usb)             //plugin的意思是插件,參數(shù)為接收接口類
    {
        usb.work() ;    // 按照固定的方式進行工作
    }
}
public class InterfaceStandards { public static void main(String args[]) { Computer computer = new Computer() ; computer.plugin(new Print()) ; //實例化接口類, 在電腦上使用打印機 computer.plugin(new Flash()) ; //實例化接口類, 在電腦上使用U盤 }}

代碼講解:上述例子,就給我們展示了接口制定標準的作用,怎么指定的呢?看下面代碼

class Computer 
{
    public void plugin(USB usb)             //plugin的意思是插件,參數(shù)為接收接口類
    {
        usb.work() ;    // 按照固定的方式進行工作
    }
}

我們可以看到,Computer類里面定義了一個方法plugin(),它的參數(shù)內(nèi)寫的是USB usb,即表示plugin()方法里,接收的是一個usb對象,而打印機和U盤對象可以通過向上轉(zhuǎn)型當參數(shù),傳入方法里。我們來重新寫一個main方法幫助大家理解

代碼演示:

public class InterfaceStandards 
{
    public static void main(String args[]) 
    {   
        Computer computer = new Computer() ;
        USB usb = new Print();
        computer.plugin(usb) ;   //實例化接口類, 在電腦上使用打印機
        usb = new Flash();
        computer.plugin(usb) ;   //實例化接口類, 在電腦上使用U盤
    }
}

代碼講解:我們修改了主函數(shù)后,發(fā)現(xiàn),使用了兩次的向上轉(zhuǎn)型給了USB,雖然使用的都是usb對象,但賦值的子類對象不一樣,實現(xiàn)的方法體也不同,這就很像現(xiàn)實生活,無論我使用的是打印機,還是U盤,我都是通過USB接口和電腦連接的,這就是接口的作用之一——制定標準

我們來個圖繼續(xù)幫助大家理解一下:

夯實Java基礎(chǔ)系列6:一文搞懂抽象類和接口,從基礎(chǔ)到面試題,揭秘其本質(zhì)區(qū)別!

上面的圖:我們學習前面的章節(jié)多態(tài)可以知道對象的多態(tài)可以通過動態(tài)綁定來實現(xiàn),即使用向上轉(zhuǎn)型,我們知道類,數(shù)組,接口都是引用類型變量,什么是引用類型變量?

引用類型變量都會有一個地址的概念,即指向性的概念,當USB usb = new Print(),此時usb對象是指向new Print()的,當usb = new Flash()后,這時候usb變量就會指向new Flash(),我們會說這是子類對象賦值給了父類對象usb,而在內(nèi)存中,我們應(yīng)該說,usb指向了new Flash();

接口最佳實踐:設(shè)計模式中的工廠模式

首先我們來認識一下什么是工廠模式?工廠模式是為了解耦:把對象的創(chuàng)建和使用的過程分開。就是Class A 想調(diào)用 Class B ,那么A只是調(diào)用B的方法,而至于B的實例化,就交給工廠類。
其次,工廠模式可以降低代碼重復。如果創(chuàng)建對象B的過程都很復雜,需要一定的代碼量,而且很多地方都要用到,那么就會有很多的重復代碼。我們可以這些創(chuàng)建對象B的代碼放到工廠里統(tǒng)一管理。既減少了重復代碼,也方便以后對B的創(chuàng)建過程的修改維護。
由于創(chuàng)建過程都由工廠統(tǒng)一管理,所以發(fā)生業(yè)務(wù)邏輯變化,不需要找到所有需要創(chuàng)建B的地方去逐個修正,只需要在工廠里修改即可,降低維護成本。同理,想把所有調(diào)用B的地方改成B的子類C,只需要在對應(yīng)生產(chǎn)B的工廠中或者工廠的方法中修改其生產(chǎn)的對象為C即可,而不需要找到所有的new B()改為newC()。

代碼演示:

package demo;
import java.util.Scanner;
interface Fruit                        //定義一個水果標準
{
    public abstract void eat();
}
class Apple implements Fruit
{
    public void eat()
    {
        System.out.println("吃蘋果");
    }
}
class Orange implements Fruit
{
    public void eat()
    {
        System.out.println("吃橘子");
    }
}
class factory
{
    public static Fruit getInstance(String className)  //返回值是Fruit的子類
    {
        if("apple".equals(className))
        {
            return new Apple();
        }
        else if("orange".equals(className))
        {
            return new Orange();
        }
        else
        {
            return null;
        }
    }
}
public class ComplexFactory {
    public static void main(String[] args)
    {    
        System.out.println("請輸入水果的英文名:");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String ans = sc.nextLine();
        Fruit f = factory.getInstance(ans);   //初始化參數(shù)
        f.eat();
        sc.close();
    }
}

代碼講解:上述代碼部分我們講一下factory這個類,類中有一個getInstance方法,我們用了static關(guān)鍵字修飾,在使用的時候我們就在main中使用類名.方法名調(diào)用。

Fruit f = factory.getInstance(ans); //初始化參數(shù)
在Factory的getInstance()方法中,我們就可以通過邏輯的實現(xiàn),將對象的創(chuàng)建和使用的過程分開了。

總結(jié)點評:在接口的學習中,大家可以理解接口是特殊的抽象類,java中類可以實現(xiàn)多個接口,接口中成員屬性默認是public static final修飾,可以省略;成員方法默認是public abstract修飾,同樣可以省略,接口中還可定義帶方法體的默認方法,需要使用default修飾。利用接口我們還可以制定標準,還能夠使用工廠模式,將對象的創(chuàng)建和使用過程分開。

接口與抽象類的本質(zhì)區(qū)別是什么?

基本語法區(qū)別

在 Java 中,接口和抽象類的定義語法是不一樣的。這里以動物類為例來說明,其中定義接口的示意代碼如下:

public interface Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat();
    //所有動物都會飛
    public void fly();
}

定義抽象類的示意代碼如下:

public abstract class Animal
{
    //所有動物都會吃
    public abstract void eat();
    //所有動物都會飛
    public void fly(){};
}

可以看到,在接口內(nèi)只能是功能的定義,而抽象類中則可以包括功能的定義和功能的實現(xiàn)。在接口中,所有的屬性肯定是 public、static 和 final,所有的方法都是 abstract,所以可以默認不寫上述標識符;在抽象類中,既可以包含抽象的定義,也可以包含具體的實現(xiàn)方法。

在具體的實現(xiàn)類上,接口和抽象類的實 現(xiàn)類定義方式也是不一樣的,其中接口實現(xiàn)類的示意代碼如下:

public class concreteAnimal implements Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
    //所有動物都會飛
    public void fly(){}
}

抽象類的實現(xiàn)類示意代碼如下:

public class concreteAnimal extends Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
    //所有動物都會飛
    public void fly(){}
}

可以看到,在接口的實現(xiàn)類中使用 implements 關(guān)鍵字;而在抽象類的實現(xiàn)類中,則使用 extends 關(guān)鍵字。一個接口的實現(xiàn)類可以實現(xiàn)多個接口,而一個抽象類的實現(xiàn)類則只能實現(xiàn)一個抽象類。

設(shè)計思想?yún)^(qū)別

從前面抽象類的具體實現(xiàn)類的實現(xiàn)方式可以看出,其實在 Java 中,抽象類和具體實現(xiàn)類之間是一種繼承關(guān)系,也就是說如果釆用抽象類的方式,則父類和子類在概念上應(yīng)該是相同的。接口卻不一樣,如果采用接口的方式,則父類和子類在概念上不要求相同。

接口只是抽取相互之間沒有關(guān)系的類的共同特征,而不用關(guān)注類之間的關(guān)系,它可以使沒有層次關(guān)系的類具有相同的行為。因此,可以這樣說:抽象類是對一組具有相同屬性和方法的邏輯上有關(guān)系的事物的一種抽象,而接口則是對一組具有相同屬性和方法的邏輯上不相關(guān)的事物的一種抽象。

仍然以前面動物類的設(shè)計為例來說明接口和抽象類關(guān)于設(shè)計思想的區(qū)別,該動物類默認所有的動物都具有吃的功能,其中定義接口的示意代碼如下:

public interface Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat();
}

定義抽象類的示意代碼如下:

public abstract class Animal
{
    //所有動物都會吃
    public abstract void eat();
}

不管是實現(xiàn)接口,還是繼承抽象類的具體動物,都具有吃的功能,具體的動物類的示意代碼如下。

接口實現(xiàn)類的示意代碼如下:

public class concreteAnimal implements Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
}

抽象類的實現(xiàn)類示意代碼如下:

public class concreteAnimal extends Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
}

當然,具體的動物類不光具有吃的功能,比如有些動物還會飛,而有些動物卻會游泳,那么該如何設(shè)計這個抽象的動物類呢?可以別在接口和抽象類中增加飛的功能,其中定義接口的示意代碼如下:

public interface Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat();
    //所有動物都會飛
    public void fly();
}

定義抽象類的示意代碼如下:

public abstract class Animal
{
    //所有動物都會吃
    public abstract void eat();
    //所有動物都會飛
    public void fly(){};
}

這樣一來,不管是接口還是抽象類的實現(xiàn)類,都具有飛的功能,這顯然不能滿足要求,因為只有一部分動物會飛,而會飛的卻不一定是動物,比如飛機也會飛。那該如何設(shè)計呢?有很多種方案,比如再設(shè)計一個動物的接口類,該接口具有飛的功能,示意代碼如下:

public interface AnimaiFly
{
    //所有動物都會飛
    public void fly();
}

那些具體的動物類,如果有飛的功能的話,除了實現(xiàn)吃的接口外,再實現(xiàn)飛的接口,示意代碼如下:

public class concreteAnimal implements Animal,AnimaiFly
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
    //動物會飛
    public void fly();
}

那些不需要飛的功能的具體動物類只實現(xiàn)具體吃的功能的接口即可。另外一種解決方案是再設(shè)計一個動物的抽象類,該抽象類具有飛的功能,示意代碼如下:

public abstract class AnimaiFly
{
    //動物會飛
    public void fly();
}

但此時沒有辦法實現(xiàn)那些既有吃的功能,又有飛的功能的具體動物類。因為在 Java 中具體的實現(xiàn)類只能實現(xiàn)一個抽象類。一個折中的解決辦法是,讓這個具有飛的功能的抽象類,繼承具有吃的功能的抽象類,示意代碼如下:

public abstract class AnimaiFly extends Animal
{
    //動物會飛
    public void fly();
}

此時,對那些只需要吃的功能的具體動物類來說,繼承 Animal 抽象類即可。對那些既有吃的功能又有飛的功能的具體動物類來說,則需要繼承 AnimalFly 抽象類。

但此時對客戶端有一個問題,那就是不能針對所有的動物類都使用 Animal 抽象類來進行編程,因為 Animal 抽象類不具有飛的功能,這不符合面向?qū)ο蟮脑O(shè)計原則,因此這種解決方案其實是行不通的。

還有另外一種解決方案,即具有吃的功能的抽象動物類用抽象類來實現(xiàn),而具有飛的功能的類用接口實現(xiàn);或者具有吃的功能的抽象動物類用接口來實現(xiàn),而具有飛的功能的類用抽象類實現(xiàn)。

具有吃的功能的抽象動物類用抽象類來實現(xiàn),示意代碼如下:

public abstract class Animal
{
    //所有動物都會吃
    public abstract void eat();
}

具有飛的功能的類用接口實現(xiàn),示意代碼如下:

public interface AnimaiFly
{
    //動物會飛
    public void fly();
}

既具有吃的功能又具有飛的功能的具體的動物類,則繼承 Animal 動物抽象類,實現(xiàn) AnimalFly 接口,示意代碼如下:

public class concreteAnimal extends Animal implements AnimaiFly
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
    //動物會飛
    public void fly();
}

或者具有吃的功能的抽象動物類用接口來實現(xiàn),示意代碼如下:

public interface Animal
{
    //所有動物都會吃
    public abstract void eat();
}

具有飛的功能的類用抽象類實現(xiàn),示意代碼如下:

public abstract class AnimaiFly
{
    //動物會飛
    public void fly(){};
}

既具有吃的功能又具有飛的功能的具體的動物類,則實現(xiàn) Animal 動物類接口,繼承 AnimaiFly 抽象類,示意代碼如下:

public class concreteAnimal extends AnimaiFly implements Animal
{
    //所有動物都會吃
    public void eat(){}
    //動物會飛
    public void fly();
}

這些解決方案有什么不同呢?再回過頭來看接口和抽象類的區(qū)別:抽象類是對一組具有相同屬性和方法的邏輯上有關(guān)系的事物的一種抽象,而接口則是對一組具有相同屬性和方法的邏輯上不相關(guān)的事物的一種抽象,因此抽象類表示的是“is a”關(guān)系,接口表示的是“l(fā)ike a”關(guān)系。

假設(shè)現(xiàn)在要研究的系統(tǒng)只是動物系統(tǒng),如果設(shè)計人員認為對既具有吃的功能又具有飛的功能的具體的動物類來說,它和只具有吃的功能的動物一樣,都是動物,是一組邏輯上有關(guān)系的事物,因此這里應(yīng)該使用抽象類來抽象具有吃的功能的動物類,即繼承 Animal 動物抽象類,實現(xiàn) AnimalFly 接口。

如果設(shè)計人員認為對既具有吃的功能,又具有飛的功能的具體的動物類來說,它和只具有飛的功能的動物一樣,都是動物,是一組邏輯上有關(guān)系的事物,因此這里應(yīng)該使用抽象類來抽象具有飛的功能的動物類,即實現(xiàn) Animal 動物類接口,繼承 AnimaiFly 抽象類。

假設(shè)現(xiàn)在要研究的系統(tǒng)不只是動物系統(tǒng),如果設(shè)計人員認為不管是吃的功能,還是飛的功能和動物類沒有什么關(guān)系,因為飛機也會飛,人也會吃,則這里應(yīng)該實現(xiàn)兩個接口來分別抽象吃的功能和飛的功能,即除實現(xiàn)吃的 Animal 接口外,再實現(xiàn)飛的 AnimalFly 接口。

從上面的分析可以看出,對于接口和抽象類的選擇,反映出設(shè)計人員看待問題的不同角度,即抽象類用于一組相關(guān)的事物,表示的是“is a”的關(guān)系,而接口用于一組不相關(guān)的事物,表示的是“l(fā)ike a”的關(guān)系。

如何回答面試題:接口和抽象類的區(qū)別?

接口(interface)和抽象類(abstract class)是支持抽象類定義的兩種機制。

接口是公開的,不能有私有的方法或變量,接口中的所有方法都沒有方法體,通過關(guān)鍵字interface實現(xiàn)。

抽象類是可以有私有方法或私有變量的,通過把類或者類中的方法聲明為abstract來表示一個類是抽象類,被聲明為抽象的方法不能包含方法體。子類實現(xiàn)方法必須含有相同的或者更低的訪問級別(public->protected->private)。抽象類的子類為父類中所有抽象方法的具體實現(xiàn),否則也是抽象類。

接口可以被看作是抽象類的變體,接口中所有的方法都是抽象的,可以通過接口來間接的實現(xiàn)多重繼承。接口中的成員變量都是static final類型,由于抽象類可以包含部分方法的實現(xiàn),所以,在一些場合下抽象類比接口更有優(yōu)勢。

相同點:

(1)都不能被實例化
(2)接口的實現(xiàn)類或抽象類的子類都只有實現(xiàn)了接口或抽象類中的方法后才能實例化。

不同點:

(1)接口只有定義,不能有方法的實現(xiàn),java 1.8中可以定義default方法體,而抽象類可以有定義與實現(xiàn),方法可在抽象類中實現(xiàn)。

(2)實現(xiàn)接口的關(guān)鍵字為implements,繼承抽象類的關(guān)鍵字為extends。一個類可以實現(xiàn)多個接口,但一個類只能繼承一個抽象類。所以,使用接口可以間接地實現(xiàn)多重繼承。

(3)接口強調(diào)特定功能的實現(xiàn),而抽象類強調(diào)所屬關(guān)系。

(4)接口成員變量默認為public static final,必須賦初值,不能被修改;其所有的成員方法都是public、abstract的。抽象類中成員變量默認default,可在子類中被重新定義,也可被重新賦值;抽象方法被abstract修飾,不能被private、static、synchronized和native等修飾,必須以分號結(jié)尾,不帶花括號。

(5)接口被用于常用的功能,便于日后維護和添加刪除,而抽象類更傾向于充當公共類的角色,不適用于日后重新對立面的代碼修改。功能需要累積時用抽象類,不需要累積時用接口。

參考文章

https://blog.csdn.net/likunkun__/article/details/83066062
https://www.jianshu.com/p/6877aae403f7
https://www.jianshu.com/p/49e45af288ea
https://blog.csdn.net/du_du1/article/details/91383128
http://c.biancheng.net/view/976.html
https://blog.csdn.net/evilcry2012/article/details/79499786
https://www.jb51.net/article/129990.htm

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