接口和抽象类 Java

abstract class 和Interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，赋予了Java强大的面向对象能力，这两者之间有相似的地方但实际用法还是有很多不同。

1. 抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来进行描述，但是反过来则不是，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

比如：如果我们进行一个图形编辑软件的开发，就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念，它们是不同的，但是它们又都属于形状这样一个概念，形状这个概念在问题领域是不存在的，它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。

抽象类定义为：包含抽象方法的类；

public abstract class ClassName {
    abstract void fun();
}

抽象方法：只有声明，而没有具体的实现，抽象方法格式为：

    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。

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。

2.接口

2.1 定义相关

一个接口表示：“所有实现了该特定接口的类看起来都像这样”。因此任何使用某特定接口的代码都知道可以调用该接口的哪些方法，而且仅需要知道这些，接口被用来建立类与类之间的协议。但是interface不仅仅是一个极度抽象的类，因为它允许人们通过创建一个能够被向上转型为多种基类的类型，来实现类似多重继承变种的特性。

[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：

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

作为接口来说，一个类可以从接口继承（或者叫实现接口），这也是多继承，接口里面的成员变量不专属于某个对象，都是静态的成员变量，是属于整个类的，因此一个类去实现多个接口也是无所谓的，不会存在对象之间互相冲突的问题。实现多个接口，也就实现了多重继承，而且又避免了多重继承容易出现问题的地方，这就是用接口实现多重继承的好处。

2.2 分离接口的意义

我们使用了interface，但这个interface并没有减少我们定义类时的工作量。我们依然要像之前一样，具体的编写类。我们甚至于要更加小心，不能违反了interface的规定。既然如此，我们为什么要使用interface呢？

事实上，interface就像是行业标准。一个工厂(类)可以采纳行业标准 (implement interface)，也可以不采纳行业标准。但是，一个采纳了行业标准的产品将有下面的好处:

更高质量: 没有加水功能的杯子不符合标准。
更容易推广: 正如电脑上的USB接口一样，下游产品可以更容易衔接。

如果我们已经有一个Java程序，用于处理符合Cup接口的对象，比如领小朋友喝水。那么，只要我们确定，我们给小朋友的杯子(对象)实施了Cup接口，就可以确保小朋友可以执行喝水这个动作了。至于这个杯子(对象)是如何具体定义喝水这个动作的，我们就可以留给相应的类自行决定 (比如用吸管喝水，或者开一个小口喝水)。

在计算机科学中，接口是很重要的概念。比如任何提供UNIX接口的操作系统都可以称作UNIX系统。Linux，Mac OS，Solaris都是UNIX系统，它们提供相似的接口。但是，各个系统的具体实施(源代码)互不相同。Linux是开源的，你可以查看它的每一行代码，但你还是不知道如何去编写一个Solaris系统。

2.3 举例在解

我知道Comparable 这个接口是用来比较两个对象的，那么如何去比较呢？

数字有数字的比较方法，字符串有字符串的比较方法，学生（自己定义的类）也有自己的比较方法。然后，在另外一个负责对象排序（不一定是数字喔）的代码里面，肯定需要将两个对象比较。

这两个对象是什么类型呢？Object a,b？肯定不行，a > b 这样的语法无法通过编译。int a,b？也不行？一开始就说了，不一定是数字。

所以，Comparable就来了。他告诉编译器，a b 两个对象都满足Comparable 接口，也就是他们是可以进行比较的。具体怎么比较，这段程序不需要知道。所以，他需要一些具体的实现，Comparable 接口有一个方法，叫 compareTo。那么这个方法就是用来取代 <、> 这样的运算符。因为运算符是编译器保留给内置类型（整数、浮点数）进行比较用的，而不是一个广义的比较运算。

如果你可以明白JDK 自身库里面诸如 Comparable 这样已经有的接口，那么就很容易理解自己在开发程序的时候为什么需要用到接口了。

编程时要面向抽象（接口）进行编程。这么做的好处很多，在得票最多的例子中也有体现，即程序是可拓展的。你在修改你具体的实现的类（或增加新的实现类）的时候呢，不需要去修改调用它的类；这个呢，是Java编程时候强调的”对拓展开放，对修改关闭“原则。在设计模式里面，很多都需要使用接口的。当然，这个也算是Java多态性的体现。

第二呢，就是Java通过Interface实现多继承。继承的一个好处呢，就是代码的复用，减少代码错误。在这个当中，接口等同于一种规范，就是要实现这个接口，你就必须实现接口的方法，完成相应的功能。如果没有接口，那么在实现的时候，很可能遗漏方法、或者定义的方法不统一。

3.接口和抽象类区别

3.1 语法层面

　　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。

3.2 设计层面

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() {
      //....
    }
}

4. 总结

1、抽象类和接口都不能直接实例化，如果要实例化，抽象类变量必须指向实现所有抽象方法的子类对象，接口变量必须指向实现所有接口方法的类对象。

2、抽象类要被子类继承，接口要被类实现。

3、接口只能做方法申明，抽象类中可以做方法申明，也可以做方法实现

4、接口里定义的变量只能是公共的静态的常量，抽象类中的变量是普通变量。

5、抽象类里的抽象方法必须全部被子类所实现，如果子类不能全部实现父类抽象方法，那么该子类只能是抽象类。同样，一个实现接口的时候，如不能全部实现接口方法，那么该类也只能为抽象类。

6、抽象方法只能申明，不能实现。abstract void abc();不能写成abstract void abc(){}。

7、抽象类里可以没有抽象方法

8、如果一个类里有抽象方法，那么这个类只能是抽象类

9、抽象方法要被实现，所以不能是静态的，也不能是私有的。

10、接口可继承接口，并可多继承接口，但类只能单根继承。

　　特别是对于公用的实现代码，抽象类有它的优点。抽象类能够保证实现的层次关系，避免代码重复。然而，即使在使用抽象类的场合，也不要忽视通过接口定义行为模型的原则。从实践的角度来看，如果依赖于抽象类来定义行为，往往导致过于复杂的继承关系，而通过接口定义行为能够更有效地分离行为与实现，为代码的维护和修改带来方便。

参考：

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/03/31/2982240.html

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

http://www.cnblogs.com/azai/archive/2009/11/10/1599584.html

http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3651121.html

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/03/27/2982230.html

时间： 2024-11-05 16:36:31