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java抽象类和接口总结

荆兆峰 / 1319人阅读

摘要: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。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。因此最好的解决办法是多带带将报警设计为一个接口,包含行为设计为多带带的一个抽象类,包含和两种行为。

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。

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

  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。

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:

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。
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多带带将报警设计为一个接口,包含alarm()行为,Door设计为多带带的一个抽象类,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。

    void alarm(); }   abstract class Door {
     void open();
     void close(); }   class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
     void oepn() {
      //....
     }
     void close() {
       //....
     }
     void alarm() {
       //....
     } 
     } 
四、抽象类与接口的继承与实现关系
以线程池的例子来说明接口、抽象类以及类在继承和现实时需要注意的事项

1.接口继承接口(接口不能实现接口)

Executor是线程池的顶层接口,只有一个方法

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}
public interface ExecutorService extends Executor {  
       // ExecutorService 接口继承自接口Executor  
    void shutdown();  
    boolean isShutdown();  
    boolean isTerminated();  
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)  
        throws InterruptedException;  
     Future submit(Callable task);  
}

2.抽象类实现接口(抽象类不能继承接口)

public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {  
    // AbstractExecutorService 实现ExecutorService接口,不需要实现ExecutorService接口的方法,因为接口可以看做一种特殊的抽象类       // 抽象类里边的普通方法必须包含方法体,即必须有{},而抽象方法不能有方法体,必须用abstract声明。  
    protected  RunnableFuture newTaskFor(Runnable runnable, T value) { };  
    protected  RunnableFuture newTaskFor(Callable callable) { };  
    public Future submit(Runnable task) {};  
    public  Future submit(Runnable task, T result) { };  
    public  Future submit(Callable task) { };  
    private  T doInvokeAny(Collection> tasks,  
                            boolean timed, long nanos)  
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {  
    };  
}  

3.普通类继承抽象类或实现接口

普通类继承抽象类:必须实现抽象类的所有抽象方法和该抽象类父类的所有方法

普通类实现接口:必须实现接口及其父接口的全部方法
public interface A{  
    void a();  
}  
  
public interface B extends A{  
    void b();  
}  
  
public abstract class C implements B{  
    void c(){};  
    abstract void c1();  
}  
 
class D extends C{  
  
    @Override  
    public void b() {  
        // TODO Auto-generated method stub  
    }  
  
    @Override  
    public void a() {  
        // TODO Auto-generated method stub  
          
    }  
  
    @Override  
    void c1() {  
        // TODO Auto-generated method stub     
    }  
      
}  
  
class E implements B{  
  
    @Override  
    public void a() {  
        // TODO Auto-generated method stub      
    }  
  
    @Override  
    public void b() {  
        // TODO Auto-generated method stub        
    }  
      
}  



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