深入理解Java的接口和抽象类!

简介: 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。

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。

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。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:

[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privateprotectedstaticfinal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() { 
      //.... 
    } 
} 

查看原文链接
来源 | JAVA

相关文章
|
23天前
|
设计模式 Java
Java基础—笔记—多态、final、抽象类、接口篇
该文介绍了编程中的多态、final和抽象类、接口相关概念。多态允许子类重写父类方法,通过父类引用调用子类方法,实现解耦和提高代码灵活性,但也可能导致无法使用子类特有功能,需通过强制类型转换解决。final用于修饰不可变的类、方法或变量,防止继承、重写和多次赋值。抽象类是一种包含抽象方法的类,用于强制子类重写特定方法,实现多态,适用于模板方法设计模式,解决代码重复问题。
17 0
|
25天前
|
Java
Java中的抽象类:深入了解抽象类的概念和用法
Java中的抽象类是一种不能实例化的特殊类,常作为其他类的父类模板,定义子类行为和属性。抽象类包含抽象方法(无实现)和非抽象方法。定义抽象类用`abstract`关键字,子类继承并实现抽象方法。抽象类适用于定义通用模板、复用代码和强制子类实现特定方法。优点是提供抽象模板和代码复用,缺点是限制继承灵活性和增加类复杂性。与接口相比,抽象类可包含成员变量和单继承。使用时注意设计合理的抽象类结构,谨慎使用抽象方法,并遵循命名规范。抽象类是提高代码质量的重要工具。
36 1
|
23天前
|
Java
Java基础—笔记—接口篇
接口是Java中的一个抽象概念,用于创建数据结构,类似于更纯粹的抽象类。定义包括常量(默认public static final)和抽象方法(默认public abstract)。接口通过子类实现,如`public class 子类 implements 接口1, 接口2...`。JDK8后增加了默认方法(通过子类对象调用)和静态方法(通过接口名调用)。JDK9引入了私有方法,仅在接口默认方法中调用。目的是在不修改子类的情况下扩展功能。一个类可以继承一个父类并实现多个接口,一个接口可继承多个接口。
11 0
|
2天前
|
存储 Java
java IO接口(Input)用法
【5月更文挑战第1天】Java的`java.io`包包含多种输入输出类。此示例展示了如何使用`FileInputStream`从`input.txt`读取数据。首先创建`FileInputStream`对象,接着创建一个字节数组存储读取的数据,调用`read()`方法将文件内容填充至数组。然后将字节数组转换为字符串并打印,最后关闭输入流。注意,`InputStream`是抽象类,此处使用其子类`FileInputStream`。其他子类如`ByteArrayInputStream`、`ObjectInputStream`和`BufferedInputStream`各有特定用途。
12 2
|
3天前
|
NoSQL Java API
java一行代码实现RESTFul接口
Spring Data REST是构建在Spring Data之上的库,可自动将repository转换为REST服务,支持JPA、MongoDB、Neo4j、GemFire和Cassandra。无需手动创建Service和Controller层。要开始,需配置JPA数据源,创建实体类和Repository接口。快速实现REST接口,只需引入spring-boot-starter-data-rest Maven依赖,并在Repository接口上添加@RepositoryRestResource注解。
|
4天前
|
Java 程序员 数据格式
关于Java抽象类和接口的总结和一点个人的看法
关于Java抽象类和接口的总结和一点个人的看法
|
9天前
|
存储 安全 Java
[Java基础面试题] Map 接口相关
[Java基础面试题] Map 接口相关
|
9天前
|
安全 Java
Java基础&面向对象&继承&抽象类
Java基础&面向对象&继承&抽象类
|
10天前
|
Java
一文搞清楚Java中的包、类、接口
包、类、接口、方法、变量、参数、代码块,这些都是构成Java程序的核心部分,即便最简单的一段代码里都至少要包含里面的三四个内容,这两天花点时间梳理了一下,理解又深刻了几分。
31 10
|
14天前
|
Java 开发者
探索 Java 的函数式接口和 Lambda 表达式
【4月更文挑战第19天】Java 中的函数式接口和 Lambda 表达式提供了简洁、灵活的编程方式。函数式接口有且仅有一个抽象方法,用于与 Lambda(一种匿名函数语法)配合,简化代码并增强可读性。Lambda 表达式的优点在于其简洁性和灵活性,常用于事件处理、过滤和排序等场景。使用时注意兼容性和变量作用域,它们能提高代码效率和可维护性。