java中抽象类和接口的异同点

Posted 2022-01-07 白了又了白1992

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前言

本文简单介绍抽象类，接口以及它们的异同点，另附简单的代码举例。

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一、抽象类是什么？

在 Java 语言中使用 abstract class 来定义抽象类。抽象类是不能被实例化的，即不能用new关键字来实例化对象。包含抽象方法的一定是抽象类，但抽象类不一定包含抽象方法。如果一个子类实现了父类（抽象类）的所有抽象方法，那么该子类可以不必是抽象类，否则就是抽象类。抽象类中的抽象方法的修饰符只能为public或者protected。

为什么要在抽象类中定义抽象方法呢？下面我们来看一个代码实例：

package example;

import java.util.Date;

public abstract class GeometricObject 
	private String color="white";
	private boolean filled;
	private java.util.Date dateCreated;
	protected GeometricObject() 
		dateCreated=new java.util.Date();
	//构建默认的几何对象
	protected GeometricObject(String color,boolean filled) 
		dateCreated=new java.util.Date();
		this.color=color;
		this.filled=filled;
	
	public String getColor() 
		return color;
	//返回颜色
	public void setColor(String color) 
		this.color=color;
	//设置新的颜色
	public boolean getFilled() 
		return filled;
	
	public void setFilled(boolean filled) 
		this.filled=filled;
	
	public java.util.Date getDateCreated()
		return dateCreated;
	
	public abstract double getArea();//抽象方法定义得到面积
	public abstract double getPerimeter();//抽象方法得到周长

我们假设自定义的Circle类和Rectangle类均为GeometricObject的子类，且均有求各自面积的getArea()方法和各自周长的getPerimeter()方法，但这些方法并不能在父类中定义，因为具体的计算方法要取决于几何对象的具体类型。所以采取抽象方法进行定义，这样可以保证父类中的抽象方法可以在子类中被重写。

抽象类只有定义没有实现。

下面是抽象类值得注意的几点：

1.抽象方法不能包含在非抽象类中。如果抽象父类的子类不能实现所有的抽象方法，那么子类也必须定义为抽象的。也就是说，在继承自抽象类的非抽象子类中，必须实现所有的抽象方法。还要注意到，抽象方法是静态的。

2.抽象类不能使用new操作符来初始化。但仍然可以定义它的构造方法，这个构造方法在它的子类的构造方法中进行调用。

3.包含抽象方法的类必须是抽象的。但是是可以定义一个不包含抽象方法的抽象类，这个抽象类用于作为定义新子类的基类。

4.即使子类的父类是具体的，这个子类也可以是抽象的。

5.不能使用new操作符从一个抽象类创建一个实例，但是抽象类可以用做一种数据类型。

例如：GeometricObject[] objects=new GeometricObject[10];是正确的，。

6.子类可以重写父类的方法并将它定义为抽象的，这虽然不常见，但很适用于当父类的方法实现在子类中变得无效时的情况。

二、接口是什么？

接口是一种与类很相似的结构，用于为对象定义共同操作，但它的目的是指明相关或者不相关类的对象的共同行为。

Java中接口使用interface关键字修饰。接口是抽象方法的集合。如果一个类实现了某个接口，那么它就继承了这个接口的抽象方法。

类和接口之间的关系称为接口继承。

下面是简单的代码举例：

package example;

public class TestEdible 

	public static void main(String[] args) 
		// TODO Auto-generated method stub
		Object[] objects= new Tiger(),new Chicken(),new Apple();
		//创建由Tiger，Chicken和Apple类型的三个对象构成的数组
		for(int i=0;i<objects.length;i++) 
			if(objects[i] instanceof Edible)
				System.out.println(((Edible)objects[i]).howToEat());
			if(objects[i] instanceof Animal) 
				System.out.println(((Animal)objects[i]).sound());
		
		//如果可食用，则调用howToEat方法，如果是动物，则调用sound方法
	


abstract class Animal
	private double weight;
	public double getWeight() 
		return weight;
	
	public void setWeight(double weight) 
		this.weight=weight;
	
	public abstract String sound();//返回动物的声音，是抽象方法，被具体的animal类实现

class Chicken extends Animal implements Edible
	@Override
	public String howToEat() 
		return "Chicken: Fry it";
	//实现了Edible接口。当一个类实现接口时，该类实现定义在接口中的所有方法。
	@Override
	public String sound() 
		return "Chicken: cock-a-doodle-doo";
	

class Tiger extends Animal
	@Override
	public String sound() 
		return "Tiger:RROOAARR";
	

abstract class Fruit implements Edible
//Fruit类实现了Edible，但没有实现howToEat方法，所以它必须定义为abstract。
class Apple extends Fruit
		@Override
		public String howToEat() 
			return "Apple:Make apple cider";
	
//Fruit的具体子类必须实现howToEat方法，所以Apple类实现了howToEat方法。

需要注意的是，接口中所有的数据域都是public static final，而且所有方法都是public abstract，但Java允许忽略这些修饰符。

即下面的两个代码是等价的：

public interface T 
	public static final int K=1;
	public abstract void p();

public interface T 
	int K=1;
	void p();

尽管public修饰符对于定义在接口中的方法可以省略，但是在子类实现中方法必须定义为public。

三、抽象类和接口的异同点

一个类可以实现多个接口，但是只能继承一个父类。

首先我们先来列举个表格简单讲述一下抽象类和接口之间的异同点：

比较点	抽象类	接口
关键字	abstract class	interface
字段	无限制	变量必须是public static final
方法	既可以含普通方法，又可以含抽象方法，无限制	只能含抽象方法，且必须是public的
继承/实现	只能被类或抽象类继承	既可以被接口继承，也能被类或抽象类实现
多重继承	不支持	可以继承多个父接口

java只允许为类的继承做单一继承，但是允许使用接口做多重继承。例如：

public class NewClass extends BaseClass implements Interface1,...,InterfaceN

利用extends，接口可以继承其他接口，这样的接口被称为子接口。例如：下面的代码中，NewInterface是Interface1,...,InterfaceN的子接口。

public interface NewInterface extends Interface1,...,InterfaceN

一个实现NewInterface的类必须实现在NewInterface，Interface1,...,InterfaceN中定义的抽象方法。接口可以继承其他接口但不能继承类。一个类可以继承它的父类同时实现多个接口。

所有的类都有一个共同的根类Object，但是接口并没有共同的根。与类相似，接口同样也可以定义一种类型。一个接口类型的变量可以引用任何实现该接口的类的实例。如果一个类实现了一个接口，那么这个接口就类似于该类的一个父类。可以将接口当作一种数据类型使用，将接口类型的变量转换为它的子类，反过来同样可以。

通常情况下，使用接口的频率更高，因为接口比类更加灵活，不用使所有东西都属于同一个类型的类。

下面进行一个简单的代码举例：

abstract class Animal
    public  abstract String howToEat();
//在Animal中定义howToEat方法
//Animal的两个子类定义如下
class Chicken extends Animal
	@Override
	public String howToEat() 
		return "Chicken: Fry it";
    

class Duck extends Animal
	@Override
	public String howToEat() 
		return "Roast it";
    

public static void main(String[] args) 
    Animal animal = new Chicken();
    eat(animal);

    Animal animal = new Duck();
    eat(animal);

public static void eat(Animal animal)
    System.out.println(animal.howToEat());

假设给定这个继承结构，java在调用方法时可以根据对象动态地决定调用具体的howToEat方法。但有一个限制条件，即该子类必须是另一种动物才可以。如果一种动物不可食用，那么此刻再继承Animal类就并不合适了。

限制条件这个问题在接口中可以被解决，例如：

public class Demo
public static void main(String[] args) 
    Edible stuff = new Chicken();
    eat(stuff);

    Edible stuff = new Broccoli();
    eat(stuff);
  
public static void eat(Edible stuff)
    System.out.println(stuff.howToEat());
  

interface Edible
    public String howToEat();

class Chicken implements Edible
	@Override
	public String howToEat() 
		return "Chicken: Fry it";
	

class Broccoli implements Edible
	@Override
	public String howToEat() 
		return "Broccoli: Stir-fty it";
	

定义表示可食用对象的一个类，只须让该类实现Edible接口即可。任何Edible对象都可以被传递以调用HowToEat方法。

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