抽象類與接口

一、抽象類
一個類含有抽象方法的類稱為抽象類。
那什么是抽象方法呢?
抽象方法是一種特殊的方法:它只有聲明,而沒有具體的實現(xiàn)。
抽象方法的聲明格式為:
abstract void fun();
抽象方法必須用abstract關(guān)鍵字進(jìn)行修飾。抽象類也必須在類前用abstract關(guān)鍵字修飾。因為抽象類中含有無具體實現(xiàn)的方法,所以不能用抽象類創(chuàng)建對象

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

從這里可以看出,抽象類就是為了繼承而存在的,如果定義了一個抽象類,卻不去繼承它,那么等于白白創(chuàng)建了這個抽象類,因為不能用它來做任何事情。一個父類,如果它的某個方法在父類中實現(xiàn)出來沒有任何意義,必須要根據(jù)子類的實際需求來進(jìn)行不同的實現(xiàn),那么就可以將這個方法聲明為abstract方法,此時這個類也就成為abstract類了。
包含抽象方法的類稱為抽象類,但并不意味著抽象類中只能有抽象方法,它和普通類一樣,同樣可以擁有成員變量和普通的成員方法。
抽象類和普通類的主要有三點區(qū)別:

  1. 抽象方法必須為public或者protected(因為如果為private,則不能被子類繼承,子類便無法實現(xiàn)該方法),缺省情況下默認(rèn)為public。
  2. 抽象類不能用來創(chuàng)建對象;
  3. 如果一個類繼承于一個抽象類,則子類必須實現(xiàn)父類的抽象方法。如果子類沒有實現(xiàn)父類的抽象方法,則必須將子類也定義為為abstract類。
    在其他方面,抽象類和普通的類并沒有區(qū)別

二、接口
接口的形式如下

[public] interface InterfaceName {
}

接口中可以含有變量和方法。但是接口中的變量會被隱式地指定為public static final變量,并且也只能是public static final變量,用private修飾會報編譯錯誤,而方法會被隱式地指定為public abstract方法,并且也只能是public abstract方法,用其他關(guān)鍵字,比如private、protected、static、 final等修飾會報編譯錯誤,并且接口中所有的方法不能有具體的實現(xiàn),也就是說,接口中的方法必須都是抽象方法。
接口是一種極度抽象的類型,它比抽象類更加“抽象”,并且一般情況下不在接口中定義變量。
要讓一個類遵循某組特地的接口需要使用implements關(guān)鍵字,具體格式如下:

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

可以看出,允許一個類遵循多個特定的接口。如果一個非抽象類遵循了某個接口,就必須實現(xiàn)該接口中的所有方法。對于遵循某個接口的抽象類,可以不實現(xiàn)該接口中的抽象方法。

三、抽象類和接口的區(qū)別


image.png

設(shè)計層面上的區(qū)別

  1. 抽象類是對一種事物的抽象,即對類抽象,而接口是對行為的抽象。抽象類是對整個類的整體進(jìn)行抽象,包括屬性、行為,但是接口卻是對類局部(行為)進(jìn)行抽象。
    舉個栗子:
    飛機和鳥是不同類的事物,但是它們都有一個共性,就是都會飛。那么可以將飛機設(shè)計為一個類Airplane,將鳥設(shè)計為一個類Bird,但是不能將“飛行”這個特性也設(shè)計為類,因為它只是一個行為特性,并不是對一類事物的抽象描述。
    那么可以將“飛行”設(shè)計為一個接口Fly,包含方法fly( ),然后Airplane和Bird分別根據(jù)自己的需要實現(xiàn)Fly這個接口。不同種類的飛機,如戰(zhàn)斗機、民用飛機等直接繼承Airplane,不同種類的鳥直接繼承Bird類。
    從這里可以看出,繼承是一個“是不是”的關(guān)系,而“接口”是“有沒有”的關(guān)系。如果一個類繼承了某個抽象類,則子類必定是抽象類的種類,而接口實現(xiàn)則是有沒有、具備不具備的關(guān)系,比如鳥是否能飛(或者是否具備飛行這個特點),能飛行則可以實現(xiàn)這個接口,不能飛行就不實現(xiàn)這個接口。
    2)抽象類作為很多子類的父類,它是一種模板式設(shè)計。而接口是一種行為規(guī)范,它是一種輻射式設(shè)計。什么是模板式設(shè)計?舉個最簡單例子:ppt里面的模板,如果用模板A設(shè)計了ppt B和ppt C,ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了,如果它們的公共部分需要改動,則只需要改動模板A就可以了,不需要重新對ppt B和ppt C進(jìn)行改動。而輻射式設(shè)計,比如某個電梯都裝了某種報警器,一旦要更新報警器,就必須全部更新。也就是說對于抽象類,如果需要添加新的方法,可以直接在抽象類中添加具體的實現(xiàn),子類可以不進(jìn)行變更;而對于接口則不行,如果接口進(jìn)行了變更,則所有實現(xiàn)這個接口的類都必須進(jìn)行相應(yīng)的改動。

四、舉例
門和警報的例子:
門都有open( )和close( )兩個動作,通過抽象類和接口都可以定義這個抽象概念:

abstract class Door {
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}

interface Door {
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}

但是現(xiàn)在如果需要門具有報警alarm( )的功能,那么該如何實現(xiàn)呢?

  1. 將這三個功能都放在抽象類里面,但是這樣一來所有繼承于這個抽象類的子類都具備了報警功能,但是有的門并不一定具備報警功能;
  2. 將這三個功能都放在接口里面,需要用到報警功能的類就需要實現(xiàn)這三個功能,但并不是所有的類都需要這三個功能,比如火災(zāi)報警器,就不需要open( )和close( )這兩個功能。
    從這里可以看出, Door的open() 、close()和alarm()根本就屬于兩個不同范疇內(nèi)的行為,open()和close()屬于門本身固有的行為特性,而alarm()屬于延伸的附加行為。因此最好的解決辦法是單獨將報警設(shè)計為一個接口,包含alarm()行為,Door設(shè)計為單獨的一個抽象類,包含open和close兩種行為。再設(shè)計一個報警門繼承Door類和實現(xiàn)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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