深入理解Java的接口和抽象类(转载---写的非常好~)

本文深入探讨Java中的抽象类和接口,解析两者的定义、使用场景及语法区别,通过实例帮助理解面向对象编程中的抽象概念。

深入理解Java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。下面是本文的目录大纲:

  一.抽象类

  二.接口

  三.抽象类和接口的区别

  若有不正之处,请多多谅解并欢迎批评指正,不甚感激。

  请尊重作者劳动成果,转载请标明原文链接:

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

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:

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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。

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[ 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:

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[ 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private、protected、static、 final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:

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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:

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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。

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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() {
       //....
     }
}

 

  参考资料:

  http://blog.youkuaiyun.com/chenssy/article/details/12858267

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

  http://blog.youkuaiyun.com/xw13106209/article/details/6923556

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

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





Java 的学习与开发过程中,总有一些概念容易让人混淆,从而在编程时出现各种问题。今天,我们就来深入剖析几对极易混淆的概念,通过代码示例与图示,帮助大家彻底理清它们之间的区别与联系。 目录 一、线程与进程 1.1 概念 1.2 区别 1.3 代码示例 二、值传递与引用传递 2.1 概念 2.2 区别 三、接口抽象类 3.1 概念 3.2 区别 3.3 代码示例 总结 一、线程与进程 1.1 概念 进程:是计算机中已运行的程序的实体,是系统进行资源分配调度的基本单位。每个进程都有自己独立的内存空间、系统资源等,进程之间相互隔离,安全性高。例如,当我们同时打开浏览器、音乐播放器文档编辑器时,它们分别对应一个进程,彼此互不干扰。 线程:是进程中的一个执行单元,是程序执行的最小单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的资源,如内存空间、文件句柄等。线程之间的切换通信开销相对较小,能提高程序的执行效率。 1.2 区别 我们可以通过一张表格直观地看出线程与进程的区别: 对比项 进程 线程 资源分配 独立分配资源,有独立内存空间 共享进程资源 执行开销 创建、撤销、切换开销大 创建、撤销、切换开销小 并发性能 进程间并发,开销大 线程间并发,开销小 安全性 进程间相互隔离,安全性高 共享资源,需考虑同步问题 1.3 代码示例 下面是一个简单的 Java 多线程示例,通过创建线程类并启动线程,展示线程的使用: class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行:" + i); } } } public class ThreadAndProcess { public static void main(String[] args) { MyThread thread1 = new MyThread(); MyThread thread2 = new MyThread(); thread1.start(); thread2.start(); } } AI代码 java 运行 在上述代码中,我们创建了MyThread类继承自Thread类,重run方法定义线程执行的逻辑。在main方法中创建两个线程对象并启动,此时两个线程会并发执行run方法中的代码。 二、值传递与引用传递 2.1 概念 值传递:是指在方法调用时,实际参数将其值复制一份传递给形式参数,在方法内部对形式参数的修改不会影响到实际参数的值。简单来说,就是传递的是数据的副本。 引用传递:在方法调用时,实际参数将其引用(内存地址)传递给形式参数,形式参数实际参数指向同一内存地址,在方法内部对形式参数的修改会直接影响到实际参数。 2.2 区别 在 Java 中,只有值传递。对于基本数据类型,传递的是值本身;对于引用数据类型,传递的是对象的引用(地址值)。虽然看起来像是引用传递,但本质上还是值传递,因为传递的是引用的副本。我们通过代码来验证: public class PassByValue { public static void changeInt(int num) { num = 100; } public static void changeArray(int[] arr) { arr[0] = 100; } public static void main(String[] args) { int num = 10; changeInt(num); System.out.println("修改后的num:" + num); int[] arr = {10}; changeArray(arr); System.out.println("修改后的arr[0]:" + arr[0]); } } AI代码 java 运行 在上述代码中,changeInt方法接收一个基本数据类型int的参数,在方法内部修改参数值后,不会影响到main方法中num的值。而changeArray方法接收一个引用数据类型int[]的参数,在方法内部修改数组元素的值,会影响到main方法中arr数组对应元素的值。这是因为传递的是数组的引用副本,通过该引用副本依然可以访问修改原数组。 三、接口抽象类 3.1 概念 抽象类:使用abstract关键字修饰的类,抽象类中可以包含抽象方法(只有方法声明,没有方法体)抽象方法。抽象类不能被实例化,只能被继承,子类必须实现抽象类中的抽象方法(除非子类也是抽象类)。抽象类通常用于抽取相关类的共性,作为父类来定义一些通用的行为属性。 接口:使用interface关键字定义,接口中的方法默认是public abstract的(可以省略不),属性默认是public static final的常量。接口不能被实例化,类通过implements关键字实现接口,一个类可以实现多个接口接口用于定义一种规范,实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。 3.2 区别 同样,我们通过表格来对比接口抽象类: 对比项 抽象类 接口 定义方式 使用abstract class定义 使用interface定义 继承 / 实现 子类通过extends继承抽象类 类通过implements实现接口 方法 可以包含抽象方法抽象方法 只能包含抽象方法(JDK 8 后可添加默认方法静态方法) 属性 可以包含各种类型的属性 只能包含public static final常量 多继承 一个类只能继承一个抽象类 一个类可以实现多个接口 3.3 代码示例 先看抽象类的示例: abstract class Animal { protected String name; public Animal(String name) { this.name = name; } public abstract void speak(); } class Dog extends Animal { public Dog(String name) { super(name); } @Override public void speak() { System.out.println(name + " 汪汪叫"); } } AI代码 java 运行 在上述代码中,Animal是抽象类,包含一个抽象方法speak。Dog类继承自Animal类,并实现了speak方法。 再看接口的示例: interface Flyable { void fly(); } class Bird implements Flyable { @Override public void fly() { System.out.println("鸟儿在飞翔"); } } AI代码 java 运行 总结 这里定义了Flyable接口,包含fly抽象方法,Bird类实现了Flyable接口并实现了fly方法。 通过以上对线程与进程、值传递与引用传递、接口抽象类的深入剖析对比,我们可以更清晰地理解它们之间的区别与联系。 在学习 Java 编程过程中,理解这些基础概念至关重要。线程与进程是操作系统中的重要概念,而值传递与引用传递则涉及到方法调用时参数传递的机制,对于理解 Java 中的数据传递有着重要意义。同时,接口抽象类是面向对象编程中的重要组成部分,能够帮助我们更好地设计组织代码。 通过深入研究这些概念,结合代码示例区别对比,我们可以更好地掌握 Java 编程中的关键知识点,避免混淆错误的应用,提高编程效率质量。希望以上内容能够帮助您更好地理解运用这些概念,在 Java 学习与开发中取得更好的成果。 ———————————————— 版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接本声明。 原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/2401_88952086/article/details/148977946补充说明
06-29
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