Java中抽象類和接口【轉】

深入了解Java的接口和抽象類

　　對于面向對象程式設計來說，抽象是它的一大特征之一。在Java中，可以通過兩種形式來展現OOP的抽象：接口和抽象類。這兩者有太多相似的地方，又有太多不同的地方。很多人在初學的時候會以為它們可以随意互換使用，但是實際則不然。今天我們就一起來學習一下Java中的接口和抽象類。下面是本文的目錄大綱：

　　一.抽象類

　　二.接口

　　三.抽象類和接口的差別

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一.抽象類

　　在了解抽象類之前，先來了解一下抽象方法。抽象方法是一種特殊的方法：它隻有聲明，而沒有具體的實作。抽象方法的聲明格式為：

1	abstract void fun();

　　抽象方法必須用abstract關鍵字進行修飾。如果一個類含有抽象方法，則稱這個類為抽象類，抽象類必須在類前用abstract關鍵字修飾。因為抽象類中含有無具體實作的方法，是以不能用抽象類建立對象。

　　下面要注意一個問題：在《JAVA程式設計思想》一書中，将抽象類定義為“包含抽象方法的類”，但是後面發現如果一個類不包含抽象方法，隻是用abstract修飾的話也是抽象類。也就是說抽象類不一定必須含有抽象方法。個人覺得這個屬于鑽牛角尖的問題吧，因為如果一個抽象類不包含任何抽象方法，為何還要設計為抽象類？是以暫且記住這個概念吧，不必去深究為什麼。

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

　　從這裡可以看出，抽象類就是為了繼承而存在的，如果你定義了一個抽象類，卻不去繼承它，那麼等于白白建立了這個抽象類，因為你不能用它來做任何事情。對于一個父類，如果它的某個方法在父類中實作出來沒有任何意義，必須根據子類的實際需求來進行不同的實作，那麼就可以将這個方法聲明為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，但并不意味着抽象類中隻能有抽象方法，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。注意，抽象類和普通類的主要有三點差別：

　　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，子類便無法實作該方法），預設情況下預設為public。

　　2）抽象類不能用來建立對象；

　　3）如果一個類繼承于一個抽象類，則子類必須實作父類的抽象方法。如果子類沒有實作父類的抽象方法，則必須将子類也定義為為abstract類。

　　在其他方面，抽象類和普通的類并沒有差別。

二.接口

　　接口，英文稱作interface，在軟體工程中，接口泛指供别人調用的方法或者函數。從這裡，我們可以體會到Java語言設計者的初衷，它是對行為的抽象。在Java中，定一個接口的形式如下：

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[ public ]  interface InterfaceName { }

　　接口中可以含有 變量和方法。但是要注意，接口中的變量會被隐式地指定為public static final變量（并且隻能是public static final變量，用private修飾會報編譯錯誤），而方法會被隐式地指定為public abstract方法且隻能是public abstract方法（用其他關鍵字，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作，也就是說，接口中的方法必須都是抽象方法。從這裡可以隐約看出接口和抽象類的差別，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關鍵字，具體格式如下：

1 2	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，就必須實作該接口中的所有方法。對于遵循某個接口的抽象類，可以不實作該接口中的抽象方法。

三.抽象類和接口的差別

1.文法層面上的差別

　　1）抽象類可以提供成員方法的實作細節，而接口中隻能存在public abstract 方法；

　　2）抽象類中的成員變量可以是各種類型的，而接口中的成員變量隻能是public static final類型的；

　　3）接口中不能含有靜态代碼塊以及靜态方法，而抽象類可以有靜态代碼塊和靜态方法；

　　4）一個類隻能繼承一個抽象類，而一個類卻可以實作多個接口。

2.設計層面上的差別

　　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。抽象類是對整個類整體進行抽象，包括屬性、行為，但是接口卻是對類局部（行為）進行抽象。舉個簡單的例子，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。那麼在設計的時候，可以将飛機設計為一個類Airplane，将鳥設計為一個類Bird，但是不能将 飛行 這個特性也設計為類，是以它隻是一個行為特性，并不是對一類事物的抽象描述。此時可以将 飛行 設計為一個接口Fly，包含方法fly( )，然後Airplane和Bird分别根據自己的需要實作Fly這個接口。然後至于有不同種類的飛機，比如戰鬥機、民用飛機等直接繼承Airplane即可，對于鳥也是類似的，不同種類的鳥直接繼承Bird類即可。從這裡可以看出，繼承是一個 "是不是"的關系，而 接口 實作則是 "有沒有"的關系。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，而接口實作則是有沒有、具備不具備的關系，比如鳥是否能飛（或者是否具備飛行這個特點），能飛行則可以實作這個接口，不能飛行就不實作這個接口。

　　2）設計層面不同，抽象類作為很多子類的父類，它是一種模闆式設計。而接口是一種行為規範，它是一種輻射式設計。什麼是模闆式設計？最簡單例子，大家都用過ppt裡面的模闆，如果用模闆A設計了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模闆A了，如果它們的公共部分需要改動，則隻需要改動模闆A就可以了，不需要重新對ppt B和ppt C進行改動。而輻射式設計，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作，子類可以不進行變更；而對于接口則不行，如果接口進行了變更，則所有實作這個接口的類都必須進行相應的改動。

　　下面看一個網上流傳最廣泛的例子：門和警報的例子：門都有open( )和close( )兩個動作，此時我們可以定義通過抽象類和接口來定義這個抽象概念：

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

　　或者：

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

　　但是現在如果我們需要門具有報警alarm( )的功能，那麼該如何實作？下面提供兩種思路：

　　1）将這三個功能都放在抽象類裡面，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）将這三個功能都放在接口裡面，需要用到報警功能的類就需要實作這個接口中的open( )和close( )，也許這個類根本就不具備open( )和close( )這兩個功能，比如火災報警器。

　　從這裡可以看出， Door的open() 、close()和alarm()根本就屬于兩個不同範疇内的行為，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。是以最好的解決辦法是單獨将報警設計為一個接口，包含alarm()行為,Door設計為單獨的一個抽象類，包含open和close兩種行為。再設計一個報警門繼承Door類和實作Alarm接口。

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interface Alram { void alarm(); } abstract class Door { void open(); void close(); } class AlarmDoor  extends Door  implements Alarm { void oepn() { //.... } void close() { //.... } void alarm() { //.... } }