2018.4.22 深入理解Java的接口和抽象类

Posted 2020-11-01 Legend

前言

对于面向对象编程来说，抽象是他的一大特征之一。在Java中，可以通过两种形式来体现oop
的抽象：接口和抽象类。这两者有太多相似的地方，又有太多不同的地方。很多人在初雪的时候会以为他们可以随意互换但是实际则不可以。下面就来学习一下

1.抽象类

在了解抽象类之前先来了解抽象方法。抽象方法是一种特殊的方法：他只有申明，而没有具体的实现。抽象方法的声明格式为
    public abstract class AbstractClassName{
        public abstract void method();
}
    抽象方法必须哟哦那个abstract关键字进行修饰。如果一个类含有抽象方法，则成这个类为抽象类，抽象类必须在类之前用abstract关键字修饰。因为抽象类含有无具体实现的方法，所以不能用抽象类创建对象。
    下面要注意一个问题：在《Java编程思想》一书中，将抽象类定义为“包含抽象方法的类”，但是后面发现如果一个类不包含抽象方法，只是用abstract修饰的话也是抽象类
也即是说抽象类不一定必须包含抽象方法。因为如果一个抽象类不包含任何抽象方法。
    抽象类是为了继承而存在，如果你定义了一个抽象类却不去继承它，那么等与=于拜拜创建了这个抽象类，因为你不能用它来做任何事。对于一个父类，如果它的某个方法中实现出来没有任何意义，必须根据子类的实际需求来进行不同的实现，那么就可以将这个方法声明为abstract类方法，此时这个类就称为abstract类了。

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

1.抽象方法必须是public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public
2.抽象类不能用来创建对象
3.如果一个类继承于一个抽象类，则子类必须实现父类的抽象方法。如果子类没有实现父类抽象方法则必须子类定义为abstract类

2.接口

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

public interface InterfaceName {

}

接口中可以含有变量和方法。但是要注意，接口中的变量会被隐式子地指定为public static final  变量（并且只能是public static final变量 ，用private修饰会报编译错误）
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，比如private、protected、static、 final等修饰会报编译错误），并且接口中所有的方法不能有具体的实现，也就是说，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，接口是一种极度抽象的类型，它比抽象类更加“抽象”，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。

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

}

//接口可以多个实现

3.抽象类和接口的区别

(1.)语法层面的区别

抽象类可以提供成员方法的实现细节，而接口中只能存在public abstract方法
抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是public  static final 类型的；
一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口
接口中不能含有静态代码快以及静态方法，而抽象类可以有静态代码和静态方法；

(2.)设计层面上的区别

抽象类是对一种事物的抽象，即对类抽象，而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口却是对类局部行为进行抽象
举个简单例子：飞机和鸟是不同类的事物但是他们都有一个共性就是都会飞。那么在设计的时候，可以将飞机设计为一个类Airplane，将鸟设计为类Bird
但是不能讲飞行这个特性设计为类，因此它只是一个行为特性，并不是对一类事物的抽象的描述。此时可以将飞行设计为一个接口Fly，包含方法fly（），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，比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可，对于鸟也是类似的，不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出，继承是一个 "是不是"的关系，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，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是有没有、具备不具备的关系，比如鸟是否能飞（或者是否具备飞行这个特点），能飞行则可以实现这个接口，不能飞行就不实现这个接口。

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

4.门和警报的例子：门都有open( )和close( )两个动作，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：

abstract class Door{
    public abstract void open();
    public abstract void close();
    

}

或者

interface Door{
    public abstract void open();
    public abstract void close();

}

但是现在如果我们需要门具有报警alarm( )的功能，那么该如何实现？

思路如下：

interface Alram {
   void alarm();
}

abstract class Door {
   void open();
   void close();
}

class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
   void oepn() {
   }

   void close() {
   }

   void alarm() {
   }
}