抽象类和接口的区别使用和选择

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了抽象类和接口的区别使用和选择相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

不谈抽象类可以有实现等语法糖的问题,本文主要讲在语义层面抽象类和接口的本质区别、以及使用以及选择。

 一、介绍

抽象类,首先是个类,类是对现实世界中对象的建模模型,抽象类是对类整体的抽象描述,包含方法,以及属性。接口是对类某特性行为的抽象。

对抽象类的继承才是Is-A的关系,对接口的实现,则是“有没有”的关系。比如鸟和飞机都有飞行这个特性,这个时候可以把飞行这个特性设计为接口:IFly。然后再让Airplane和Bird实现IFly这个接口,这样Airplane和Bird则拥有了飞行这个属性。

接下来飞机可能有多种,鸟也有多种,他们飞行的方法完全不同,这样就可以把Airplan和Bird设计成抽象类,让不同的飞机和鸟进行继承。

类图:

技术分享

代码:

public abstract class AbstractAirplane : IFly
{
    public void Fly()
    {
        this.PrepareToFly();
        this.Step1();
        this.Step2();
    }

    private void PrepareToFly()
    {
    }

    protected abstract void Step1();

    protected abstract void Step2();

}
public abstract class AbstractBird : IFly
{
    public void Fly()
    {
        this.PrepareToFly();
        this.Step1();
        this.Step2();
    }

    private void PrepareToFly()
    {
    }

    protected abstract void Step1();

    protected abstract void Step2();

}

在上面的设计中,IFly定义了飞的行为:

  1. AbstractAirplane是实现了该行为,并且定义了飞机飞行的模型,PrepareToFly,Step1,Step2。由于不同飞机的Step1和Step2各不相同,所以定义为Abstract,让子类自己实现
  2. AbstractBird实现了该行为,并且定义了鸟的飞行模型,PrepareToFly,Step1,Step2。由于不同鸟的Step1和Step2各不相同,所以定义为Abstract,让子类自己实现

上面的例子可以看出,抽象类一种模版式的设计,接口是一种行为规范。

模版式设计:如果共用部分要修改,比如上图中的PrepareToFly,则只需要修改共用部分,不需要修改其他,对于抽象类来说,如果要增加方法,可以直接操作父类,子类可以不知情。

行为规范:如果接口要变更,实现这个接口的类都要修改。

二、接口与抽象类的选择

现实中门有两个方法Open(), Close(),定义方式分别如下所示:

使用接口方式定义门:

 interface IDoor
    {
        void Open();

        void Close();
    }

 

使用抽象类方式定义门:

 abstract class AbstractDoor
    {
        public abstract void Open();

        public abstract void Close();
    }

 

 

刚开始一切都OK,但是随着用户需求的发展,要给门加入报警(Alarm)功能,现在怎么做?

  1. 把Alarm放入AbstractDoor中,这样所有继承自这个类的门都会有Alarm功能,但是并不是所有的门都有报警功能,这样违反了liskov替换原则
  2. 把Alarm放入IDoor接口中,需要Alarm的门都实现这个接口,那么需要报警的门得同时实现Open和Close功能,其实有些报警的门不一定需要Open和Close功能,

分析:

从上面可以看出,Open和Close是一个门的固有属性,Alarm属于门的延伸附加行为,最好的解决办法是针对Alarm单独设计一个接口:

public interface IAlarm 
    {
        void Alarm();
    }

 

普通门的实现:

  public class NormalDoor : AbstractDoor
    {
        public override void Open()
        {
        }

        public override void Close()
        {
        }
    }

 

具有报警功能的门的实现:

 public class AlarmDoor : AbstractDoor,IAlarm
    {
        public override void Open()
        {
        }

        public override void Close()
        {
        }

        public void Alarm()
        {
        }
    }

 

只能报警的设备的实现:

 public class AlarmDevice : IAlarm
    {
        public void Alarm()
        {
        }
    }

以上是关于抽象类和接口的区别使用和选择的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

2.抽象类和接口的区别

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2017.10.15 解析Java中抽象类和接口的区别