Java 核心与应用：Java 抽象类与接口

Java 核心与应用：Java 抽象类与接口

引言

“抽象类与接口是 Java 面向对象编程中的两大基石，它们不仅是代码复用的利器，更是设计模式的灵魂所在。掌握它们，你将拥有构建灵活、可扩展系统的强大工具。”

在 Java 的世界里，抽象类与接口是每个开发者都无法绕开的话题。它们看似简单，却蕴含着深刻的设计思想。本文将带你深入探索抽象类与接口的奥秘，从基础概念到高级应用，从代码实现到设计模式，全方位解析它们的魅力。

🚀 学习目标

1. 理解抽象类与接口的基本概念及区别
2. 掌握模板方法模式在抽象类中的典型应用
3. 了解接口的演进史（默认方法/静态方法/私有方法）
4. 学习面向接口编程的最佳实践
5. 探讨标记接口与注解的替代关系

1. 抽象类与接口基础

1.1 什么是抽象类？

抽象类是不能被实例化的类，它通常包含抽象方法（没有方法体的方法）和具体方法。抽象类的主要目的是为子类提供一个通用的模板。

// 抽象类示例
abstract class Animal {
   
    // 抽象方法
    abstract void makeSound();

    // 具体方法
    void sleep() {
   
        System.out.println("This animal is sleeping");
    }
}

1.2 什么是接口？

接口是一种完全抽象的类，它只包含抽象方法和常量（Java 8 之前）。接口定义了一组行为规范，实现接口的类必须实现这些行为。

// 接口示例
interface Flyable {
   
    void fly();
}

1.3 抽象类与接口的对比

特性	抽象类	接口
实例化	不能实例化	不能实例化
方法实现	可以包含具体方法和抽象方法	Java 8 之前只能包含抽象方法
变量	可以包含实例变量和静态变量	只能包含常量（public static final）
继承	单继承	多实现
设计目的	代码复用	定义行为规范
访问修饰符	可以是任意访问修饰符	默认 public
构造方法	可以有构造方法	不能有构造方法

2. 模板方法模式在抽象类中的典型应用

2.1 什么是模板方法模式？

模板方法模式是一种行为设计模式，它定义了一个算法的框架，并允许子类在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些步骤。

2.2 示例：制作饮料

// 目录结构
src
└── main
    └── java
        └── com
            └── example
                └── template
                    ├── Beverage.java
                    ├── Coffee.java
                    └── Tea.java

// Beverage.java
abstract class Beverage {
   
    // 模板方法
    final void prepareRecipe() {
   
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }

    abstract void brew();

    abstract void addCondiments();

    void boilWater() {
   
        System.out.println("Boiling water");
    }

    void pourInCup() {
   
        System.out.println("Pouring into cup");