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Java—接口和抽象类的异同

Java—接口和抽象类的异同

作者: Sunflow007 | 来源:发表于2020-03-07 17:54 被阅读0次
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    抽象类的定义

    Java核心技术卷1:

    1.为了提高程序的清晰度,包含一个或者多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象的,除了抽象方法之外,抽象类还可以包含具体数据和方法。
    2.抽象方法充当占位的角色,他们的具体实现在子类中。
    继承了抽象类的子类可以有两种选择:
    a.子类定义和实现抽象类中的所有抽象方法
    b.子类不实现或部分实现抽象类的方法
    对与第2种情况,子类也是抽象类,对于第1种情况,则子类不是抽象类,而是一个继承了抽象类的正常类。

    3.一个类,即使不含抽象方法,也可以使用abstract关键词修饰(虽然毫无意义)用abstract关键词修饰的抽象类不能被实例化,也就是说如果将一个类声明为abstract,就不能创建这个类的对象。
    如:new Person(“Lyon”);//错误的
    但是:Person p = new Student(“Lyon”,man);//正确的
    即抽象类不能创建类对象,但可以创建非抽象子类的类变量。

    Java编程思想:

    1.包含抽象方法的类叫作抽象类。如果一个类包含一个或多个抽象方法,该类必须被限定为抽象的。(否则编译器会报错)
    2.如果继承一个抽象类,并创建该新类的类的对象,那么就必须为基类中的所有抽象方法提供方法定义。(如果不这样做,那么导出类便也是抽象类,且编译器将会强制我们用abstract关键字来限定这个类)

    疯狂Java讲义:

    抽象方法和抽象类的规则如下:

    1.抽象类必须使用abstract来修饰,抽象方法也必须使用abstract修饰,抽象方法不能有方法体。如:
    public abstract void test();
    是一个抽象方法,没有用{}括起来的方法体。
    public void test(){};
    是一个普通方法,即使方法体内是空,也不可以用abstract修饰
    2.抽象类不能被实例化,即无法使用new 来调用类的构造器来创建类的实例。
    抽象类可以包含成员变量、方法、构造器、初始化块、内部类5种成分
    3.含有抽象方法的类,只能被定义成抽象类。(包含抽象方法的类包括如下三种:直接定义了抽象接口;继承了抽象类却没有完全实现其抽象方法;实现了一个接口却没有完全实现接口中包含的抽象方法)

    接口的定义

    Java核心技术卷1:

    在Java程序设计语言中,接口不是类,而是对类的一组需求描述,这些类要遵从接口描述的统一格式进行定义。
    接口中的所有方法自动地属于public,因此,在接口中声明方法时,不必提供关键字public。
    为了让类实现一个接口,通常需要下面两个步骤:
    1.将类声明为实现给定的接口。(使用implements关键词)
    2.对接口中的所有方法进行定义。

    接口的特性:

    接口不是类,不能用new实例化一个接口:
    x = new Comparable(…);
    然而,尽管不能构造接口对象,却能声明接口的变量:
    Comparable x;
    接口变量必须引用实现了该接口的类对象:
    x = new Employee(…);

    Java编程思想:

    interface这个关键字产生一个完全抽象的类,它根本就没有提供任何具体实现。它允许创建者确定方法名、参数列表和返回类型,但是没有任何方法体。接口只提供了形式,而未提供任何具体实现。
    要想创建一个接口,需要用interface关键字来替代class关键字。就像类一样,可以在interface关键字前面添加public关键字。如果不添加,则它只有包访问权限。接口也可以包含域,但是这些是隐式地static和final的。

    疯狂Java讲义:

    接口的继承:

    接口的继承和类继承不一样,接口完全支持多继承,即一个接口可以有多个直接父接口。和类继承相似,子接口拓展某个父接口,将会获得父接口里定义的所有抽象方法、常量。

    使用接口:

    接口不能用于创建实例,但接口可以用于声明引用类型变量,当使用接口来声明引用类型变量时,这个引用类型变量必须引用到其实现类的对象。除此之外,接口的主要用途就是被其他的实现类实现。
    可以把实现接口理解为特殊地继承。

    接口和抽象类:

    相似之处:
    接口和抽象类都不能被实例化。
    接口和抽象类都可以包含抽象方法,实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法。
    不同之处:
    1.接口里只能包含抽象方法、静态方法和默认方法,不能为普通方法提供实现,而抽象类可以。
    2.接口里只能定义常量,不能定义普通成员变量,抽象类则可以。
    3.接口里不包含构造器;抽象类可以包含构造器,但抽象类里的构造器并不是用于创建对象,而是让其子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操作。
    4.接口里不能包含初始化块;但抽象类则完全可以包含初始化块。
    5.一个类最多只能有一个直接父类(包括抽象类);但一个类可以实现多个接口,通过实现多个接口可以弥补Java单继承的不足。


    下面转载一篇很通俗易懂地文章:
    https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

    深入理解Java的接口和抽象类

    对于面向对象编程来说,抽象是它的一大特征之一。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。很多人在初学的时候会以为它们可以随意互换使用,但是实际则不然。今天我们就一起来学习一下Java中的接口和抽象类。下面是本文的目录大纲:

    一.抽象类

    二.接口

    三.抽象类和接口的区别

    一.抽象类

    在了解抽象类之前,先来了解一下抽象方法。抽象方法是一种特殊的方法:它只有声明,而没有具体的实现。抽象方法的声明格式为:
    abstract void fun();
      抽象方法必须用abstract关键字进行修饰。如果一个类含有抽象方法,则称这个类为抽象类,抽象类必须在类前用abstract关键字修饰。因为抽象类中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。也就是说抽象类不一定必须含有抽象方法。个人觉得这个属于钻牛角尖的问题吧,因为如果一个抽象类不包含任何抽象方法,为何还要设计为抽象类?所以暂且记住这个概念吧,不必去深究为什么。

    1. public``abstract``class``ClassName``{
    2. abstract``void fun();
    3. }

    从这里可以看出,抽象类就是为了继承而存在的,如果你定义了一个抽象类,却不去继承它,那么等于白白创建了这个抽象类,因为你不能用它来做任何事情。对于一个父类,如果它的某个方法在父类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方法,此时这个类也就成为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)抽象方法必须为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的抽象方法,则必须将子类也定义为为abstract类。

    在其他方面,抽象类和普通的类并没有区别。

    二.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:

    1. [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,具体格式如下:

    1. class``ClassName``implements``Interface1,Interface2,[....]{
    2. }

    可以看出,允许一个类遵循多个特定的接口。如果一个非抽象类遵循了某个接口,就必须实现该接口中的所有方法。对于遵循某个接口的抽象类,可以不实现该接口中的抽象方法。

    三.抽象类和接口的区别

    1.语法层面上的区别

    1)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;
      2)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;
      3)接口中不能含有静态代码块以及静态方法,而抽象类可以有静态代码块和静态方法;
      4)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。

    2.设计层面上的区别

    1)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。举个简单的例子,飞机和鸟是不同类的事物,但是它们都有一个共性,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,将鸟设计为一个类Bird,但是不能将 飞行 这个特性也设计为类,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。

    下面看一个网上流传最广泛的例子: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?下面提供两种思路:

    1)将这三个功能都放在抽象类里面,但是这样一来所有继承于这个抽象类的子类都具备了报警功能,但是有的门并不一定具备报警功能;

    2)将这三个功能都放在接口里面,需要用到报警功能的类就需要实现这个接口中的open( )和close( ),也许这个类根本就不具备open( )和close( )这两个功能,比如火灾报警器。

    从这里可以看出, Door的open() 、close()和alarm()根本就属于两个不同范畴内的行为,open()和close()属于门本身固有的行为特性,而alarm()属于延伸的附加行为。因此最好的解决办法是单独将报警设计为一个接口,包含alarm()行为,Door设计为单独的一个抽象类,包含open和close两种行为。再设计一个报警门继承Door类和实现Alarm接口。

    interface Alram {
     void alarm();
    }
    
    abstract class Door {
     void open();
     void close();
    }
    
    class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
     void oepn() {
     //....
     }
     void close() {
     //....
     }
     void alarm() {
     //....
     }
    }
    

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