Java接口和抽象類實例分析
本文實例講述了Java的接口和抽象類。分享給大家供大家參考。具體分析如下:
對于面向?qū)ο缶幊虂碚f,抽象是它的一大特征之一。在Java中,可以通過兩種形式來體現(xiàn)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(xué)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(xué)習(xí)一下Java中的接口和抽象類。
若有不正之處,請多多諒解并歡迎批評指正,不甚感激。
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。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(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。
下面要注意一個問題:在《JAVA編程思想》一書中,將抽象類定義為“包含抽象方法的類”,但是后面發(fā)現(xiàn)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。個人覺得這個屬于鉆牛角尖的問題吧,因為如果一個抽象類不包含任何抽象方法,為何還要設(shè)計為抽象類?所以暫且記住這個概念吧,不必去深究為什么。
[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,如果你定義了一個抽象類,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現(xiàn)出來沒有任何意義,必須根據(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。注意,抽象類和普通類的主要有三點(diǎn)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,英文稱作interface,在軟件工程中,接口泛指供別人調(diào)用的方法或者函數(shù)。從這里,我們可以體會到Java語言設(shè)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:
[public] interface InterfaceName { }
接口中可以含有 變量和方法。但是要注意,接口中的變量會被隱式地指定為public static final變量(并且只能是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方法且只能是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。從這里可以隱約看出接口和抽象類的區(qū)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(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
1.語法層面上的區(qū)別
1)抽象類可以提供成員方法的實現(xiàn)細(xì)節(jié),而接口中只能存在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只能是public static final類型的;
3)接口中不能含有靜態(tài)代碼塊以及靜態(tài)方法,而抽象類可以有靜態(tài)代碼塊和靜態(tài)方法;
4)一個類只能繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現(xiàn)多個接口。
2.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。舉個簡單的例子,飛機(jī)和鳥是不同類的事物,但是它們都有一個共性,就是都會飛。那么在設(shè)計的時候,可以將飛機(jī)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,因此它只是一個行為特性,并不是對一類事物的抽象描述。此時可以將 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。然后至于有不同種類的飛機(jī),比如戰(zhàn)斗機(jī)、民用飛機(jī)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。從這里可以看出,繼承是一個 "是不是"的關(guān)系,而 接口 實現(xiàn)則是 "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(diǎn)),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)設(shè)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(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?最簡單例子,大家都用過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。
下面看一個網(wǎng)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:
abstract class Door { public abstract void open(); public abstract void close(); }
或者:
interface Door { public abstract void open(); public abstract void close(); }
但是現(xiàn)在如果我們需要門具有報警alarm( )的功能,那么該如何實現(xiàn)?下面提供兩種思路:
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(zāi)報警器。
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(dú)將報警設(shè)計為一個接口,包含alarm()行為,Door設(shè)計為單獨(dú)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() { //.... } }
希望本文所述對大家的java程序設(shè)計有所幫助。
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