我是如何理解Java抽象类和接口的

Posted 2020-10-03

在面试中我们经常被问到：Java中抽象类和接口的区别是什么？

然后，我们就大说一通抽象类可以有方法，接口不能有实际的方法啦；一个类只能继承一个抽象类，却可以继承多个接口啦，balabala一大堆，就好像把标准答案熟练的说出来一样。

抽象类和接口这篇文章讲到了他们的区别和联系，它们确实有很多相似的地方，但是从本质上看，或从语言的设计角度来看，这不是它们最本质的区别。

不卖关子，我个人对这两个的理解：

类是具体实例的抽象，比如一个json字符串的抽象；而抽象类就是类的抽象；接口就是抽象类的抽象，接口更像是一种协议

听我慢慢道来~

吐槽

首先，我必须吐槽一下这种面试，我认为面试官凡事问出这种类似“说说抽象类和接口的区别”，“说说进程和线程的区别”等等问题，都是不负责的表现。

为什么呢？

一个原因就是，面试官对想要招的人完全没有自己的评价标准，另一个原因就是对面试者不负责。这种问题根本不能考验面试者的水平。

那么，如果我来面试别人，我会问：请你说说你怎么理解抽象类和接口；如果要你向你外婆解释进程和线程的区别，你会怎么解释？

我觉得这可以考验面试者对问题的理解程度，我想微软的面试题（你如何向你奶奶解释Excel）一样，考验一个人对某一事物的理解程度（虽然，至今我还不能很好的想明白这个问题 -。-）

抽象类和接口的区别

说到抽象类和接口，就必须要说到类。

一个类就是对现实事物的抽象。

比如定义一个BenzCar类，就需要对现实的奔驰汽车有很好的抽象（当然奔驰汽车有好多系列，这里不钻牛角尖）。也就是说如果你要造一辆奔驰汽车，就需要BenzCar这个类（这辆奔驰汽车就是内存中的一个Instance）。

那么抽象类就是对类的抽象。

怎么理解呢？就是说有很多汽车厂商一起定义一种规范（Car类），说要造一辆汽车就需要有发动机，轮胎，音响设备…（这些就相当于抽象方法），具体用什么发动机，轮胎，音响设备由每个汽车厂商自己去完成。这样就有各种汽车了，奔驰牌的，宝马牌的，丰田牌的…

接口就是对抽象类的抽象

这只是我个人的理解。

在我们日常生活中可以看到各种“接口”，电源插座就是一种。开始我是看到耗子叔的博客在开始理解“控制翻转”这个概念的——IoC/DIP其实是一种管理思想| 酷壳- CoolShell.cn。后来我就想，这个东西其实无处不在，制造电源插座的厂和制造电器的厂只要约定一种“接口”——两口插座或三口插座，当然每个国家的接口都不一样，不同接口之间的转换就需要用适配器了。

其实程序中也一样，比如所有的交通工具可以抽象为一个接口Drivable（可能由于经验原因，我考虑的不是很完善），表示实现这个接口的类创建的对象（比如：汽车，飞机，轮船等等）都是可以驾驶的

public interface Drivable{
    public void drive();
}

然后，我们就可以创建一个AbstractCar类，表示这个对所有汽车类的一个抽象，所有可以驾驶的汽车都必须继承这个类，这个抽象类中规定了一些抽象方法，比如getEngine()方法，这说明每种汽车的引擎都不太一样，需要在子类中自定义（当然，你也可以继承AbstractCar类，对所有可能具有相同引擎的汽车进行一层抽象）。

为什么对Drivable的drive()方法进行了默认实现，但是默认实现中却直接抛出了异常呢？

其实这是一种实现接口的方法，还有一种方法就是将drive()设为abstract。这两种实现方式，我觉得从功能上讲是一样的，但是从类设计上讲是不同的。

下面代码中的实现，我是参考了java.util.AbstractList<E>中add(int location, E object)方法的设计，它的文档中写到：

 * @throws UnsupportedOperationException
 *                if adding to this List is not supported.

public abstract class AbstractCar implements Drivable {
    public abstract Engine getEngine();

    public abstract Wheel getWheel();

    @Override
    public void drive(){
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 省略其他方法和属性
}

上面这段代码中的drive()可以理解为：

默认情况下“汽车”是不能开的，你实现了一个汽车类后，需要Override这个方法，实现自己的drive方法

以java容器中的List举例

到源码里面找，你就会发现List<E>的继承关系最顶层的就是Iterable，就表示说List是可以遍历的，而且它还会产生一个Iterator接口对象。这表示一个列表可以通过这个迭代器来遍历。

这就像上面说的，所有的交通工具都是可以驾驶的一样，所有的列表都是可以遍历的。

一层一层往下，类就变得更加具体。

最后

为什么接口可以继承？

其实这个原理很简单。因为总有一个最本质的协议来约束大家，比如所有的交通工具都是可以驾驶的，所有的容易都是可以遍历的。然后协议会渐渐变得更加具体：

Iterable <- Collection <- List <- AbstractList <- List

从下往上看，就是一层比一层抽象。

就像我在文章开头说的，

• 你用ArrayList类可以创建很多个对象，ArrayList就是这些对象的一次抽象
• 而AbstractList是对ArratList的一次抽象，你用AbstractList可以创建ArrayList，也可以创建Stack，或LinkedList等
• List接口就是对所有的列表类的抽象
• Collection就是对所有单一元素的容器的抽象
• Iterable就是一个最高层次的抽象了，表示所有的容器都是可以遍历的

注：

应该有很多我考虑不周全的地方，欢迎大家指正并且讨论

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