深入理解Java的介面和抽象類

dawn009發表於2015-04-29

深入理解Java的介面和抽象類

  對於物件導向程式設計來說,抽象是它的一大特徵之一。在Java中,可以透過兩種形式來體現 OOP的抽象:介面和抽象類。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隨意互換使用,但是實際則不然。今天我們就 一起來學習一下Java中的介面和抽象類。下面是本文的目錄大綱:

  一.抽象類

  二.介面

  三.抽象類和介面的區別

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一.抽象類

  在瞭解抽象類之前,先來了解一下抽象方法。抽象方法是一種特殊的方法:它只有宣告,而沒有具體的實現。抽象方法的宣告格式為:

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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現的方法,所以不能用抽象類建立物件。

  下面要注意一個問題:在《JAVA程式設計思想》一書中,將抽象類定義為“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,只是用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 於鑽牛角尖的問題吧,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?所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,那麼等於白白建立了這個抽象類,因為你不能用它來做任何 事情。對於一個父類,如果它的某個方法在父類中實現出來沒有任何意義,必須根據子類的實際需求來進行不同的實現,那麼就可以將這個方法宣告為 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,但並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數和普通的成員方法。注意,抽象類和普通類的主要有三點區別:

  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,子類便無法實現該方法),預設情況下預設為public。

  2)抽象類不能用來建立物件;

  3)如果一個類繼承於一個抽象類,則子類必須實現父類的抽象方法。如果子類沒有實現父類的抽象方法,則必須將子類也定義為為abstract類。

  在其他方面,抽象類和普通的類並沒有區別。

二.介面

  介面,英文稱作interface,在軟體工程中,介面泛指供別人呼叫的方法或者函式。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,定一個介面的形式如下:

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[public] interface InterfaceName {
 
}

  介面中可以含有 變數和方法。但是要注意,介面中的變數會被隱式地指定為public static final變數(並且只能是public static final變數,用private修飾會報編譯錯誤),而方法會被隱式地指定為public abstract方法且只能是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),並且介面中所有的方法不能有具體的實現,也就是說,介面中的方法必須都是抽象方法。從這裡可以隱約看出介面和抽象類的區 別,介面是一種極度抽象的型別,它比抽象類更加“抽象”,並且一般情況下不在介面中定義變數。

  要讓一個類遵循某組特地的介面需要使用implements關鍵字,具體格式如下:

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

  可以看出,允許一個類遵循多個特定的介面。如果一個非抽象類遵循了某個介面,就必須實現該介面中的所有方法。對於遵循某個介面的抽象類,可以不實現該介面中的抽象方法。

三.抽象類和介面的區別

1.語法層面上的區別

  1)抽象類可以提供成員方法的實現細節,而介面中只能存在public abstract 方法;

  2)抽象類中的成員變數可以是各種型別的,而介面中的成員變數只能是public static final型別的;

  3)介面中不能含有靜態程式碼塊以及靜態方法,而抽象類可以有靜態程式碼塊和靜態方法;

  4)一個類只能繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現多個介面。

2.設計層面上的區別

  1)抽象類是對一種事物的抽象,即對類抽象,而介面是對行為的抽象。抽象類是對整個類整 體進行抽象,包括屬性、行為,但是介面卻是對類區域性(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,可以將飛機設計為一個類Airplane,將鳥設計為一個類Bird,但是不能將 飛行 這個特性也設計為類,因此它只是一個行為特性,並不是對一類事物的抽象描述。此時可以將 飛行 設計為一個介面Fly,包含方法fly( ),然後Airplane和Bird分別根據自己的需要實現Fly這個介面。然後至於有不同種類的飛機,比如戰鬥機、民用飛機等直接繼承Airplane 即可,對於鳥也是類似的,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"的關係,而 介面 實現則是 "有沒有"的關係。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,而介面實現則是有沒有、具備不具備的關係,比如鳥是否能飛(或者是否具備飛行 這個特點),能飛行則可以實現這個介面,不能飛行就不實現這個介面。

  2)設計層面不同,抽象類作為很多子類的父類,它是一種模板式設計。而介面是一種行為規 範,它是一種輻射式設計。什麼是模板式設計?最簡單例子,大家都用過ppt裡面的模板,如果用模板A設計了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。也就是說對於抽象類,如果需要新增新的方法,可以直接在抽 象類中新增具體的實現,子類可以不進行變更;而對於介面則不行,如果介面進行了變更,則所有實現這個介面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,此時我們可以定義透過抽象類和介面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,那麼該如何實現?下面提供兩種思路:

  1)將這三個功能都放在抽象類裡面,但是這樣一來所有繼承於這個抽象類的子類都具備了報警功能,但是有的門並不一定具備報警功能;

  2)將這三個功能都放在介面裡面,需要用到報警功能的類就需要實現這個介面中的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()根本就屬於兩個不同範疇內的行為,open()和close()屬於門本身固有的行為特性,而alarm()屬於延伸的 附加行為。因此最好的解決辦法是單獨將報警設計為一個介面,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類和實現Alarm介面。

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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() {
      //....
    }
}

 

  參考資料:

  http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/12858267

  http://dev.yesky.com/436/7581936.shtml

  http://blog.csdn.net/xw13106209/article/details/6923556

  http://android.blog.51cto.com/268543/385282/

  http://peiquan.blog.51cto.com/7518552/1271610

出處:  http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

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