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Java 抽象类、接口的区别介绍

  接口( Interface )和抽象类( Abstract Class )是支持抽象类定义的两种机制。

一、抽象类

  在Java中被abstract关键字修饰的类称为抽象类,被abstract关键字修饰的方法称为抽象方法,抽象方法只有方法的声明,没有方法体。抽象类是用来捕捉子类的通用特性的 。它不能被实例化,只能被用作子类的超类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板。

  以JDK中的GenericServlet为例:

public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
    // abstract method
    abstract void service(ServletRequest req, ServletResponse res);
 
    void init() {
        // Its implementation
    }
    // other method related to Servlet
}
 

  当HttpServlet类继承GenericServlet时,它提供了service方法的实现: 

public class HttpServlet extends GenericServlet {
    void service(ServletRequest req, ServletResponse res) {
        // implementation
    }
 
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        // Implementation
    }
 
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        // Implementation
    }
 
    // some other methods related to HttpServlet
}

 抽象类的特点:

  1、抽象类不能被实例化,即不能使用new关键字来实例化对象,只能被继承;

  2、包含抽象方法的一定是抽象类,但是抽象类不一定含有抽象方法;

  3、抽象类中的抽象方法的修饰符只能为public或者protected,默认为public;

  4、抽象类中的抽象方法只有方法体,没有具体实现;

  5、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;

  6、抽象类可以包含属性、方法、构造方法,但是构造方法不能用于实例化,主要用途是被子类调用。

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

  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。这就像契约模式,如果实现了这个接口,那么就必须确保使用这些方法。接口只是一种形式,接口自身不能做任何事情。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,[....]{
}

 

  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。

接口的特点为:

  1、接口可以包含变量、方法;变量被隐士指定为public static final,方法被隐士指定为public abstract(JDK1.8之前);

  2、接口支持多继承,即一个接口可以extends多个接口,间接的解决了Java中类的单继承问题;

  3、一个类可以实现多个接口;

  4、JDK1.8中对接口增加了新的特性:

    4.1、默认方法(default method):JDK 1.8允许给接口添加非抽象的方法实现,但必须使用default关键字修饰;定义了default的方法可以不被实现子类所实现,但只能被实现子类的对象调用;如果子类实现了多个接口,并且这些接口包含一样的默认方法,则子类必须重写默认方法;

    4.2、静态方法(static method):JDK 1.8中允许使用static关键字修饰一个方法,并提供实现,称为接口静态方法。接口静态方法只能通过接口调用(接口名.静态方法名)。

三、抽象类和接口的相同点

  1、都不能被实例化
  2、接口的实现类或抽象类的子类都只有实现了接口或抽象类中的方法后才能实例化。 

四、抽象类和接口的区别

  1、语法层面上的区别:

1.抽象类可以有构造方法,接口中不能有构造方法。

2.抽象类中可以有普通成员变量,接口中没有普通成员变量

3.抽象类中可以包含非抽象的普通方法,接口中的所有方法必须都是抽象的,不能有非抽象的普通方法。

4. 抽象类中的抽象方法的访问类型可以是public,protected和(默认类型,虽然

eclipse下不报错,但应该也不行),但接口中的抽象方法只能是public类型的,并且默认即为public abstract类型。

5. 抽象类中可以包含静态方法,接口中不能包含静态方法

6. 抽象类和接口中都可以包含静态成员变量,抽象类中的静态成员变量的访问类型可以任意,但接口中定义的变量只能是public static final类型,并且默认即为public static final类型。

7. 一个类可以实现多个接口,但只能继承一个抽象类。

 

 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() {
      //....
    }
}
 

 

五、抽象类和接口的应用场景

  1、如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现,那么使用抽象类吧。

  2、如果你想实现多重继承,那么你必须使用接口。由于Java不支持多继承,子类不能够继承多个类,但可以实现多个接口。因此你就可以使用接口来解决它。

  3、如果基本功能在不断改变,那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能并且使用接口,那么就需要改变所有实现了该接口的类。