Java的接口和抽象类深入理解

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。这两者确实有很多相似的地方，看了一整天别人怎么说，大致总结如下：

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：

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。

[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。

包含抽象方法的类成为抽象类，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所有的抽象方法。如果子类没有实现父类所有的抽象方法，则必须将子类也定义为abstract类。

在其他方面，抽象类和普通类并没有区别。

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，它是行为的抽象。在Java中，定一个接口的形式如下：

[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 abstract（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：

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。

1. 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食物，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，但是不能讲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？最简单的例子，大家都用过ppt里面的模板，如果用模板A设计了pptB和pptC，pptB和pptC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pptB和pptC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。

下面是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，此时我们可以通过抽象类和接口来定义这个抽象概念：

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，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()，也许这个类根本呢就不具备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器设计为一个接口，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。

Interface Alarm{

Void alarm();

}

Abstract class Door{

Void open();

Void close();

}

Class AlarmDoor extends Door implements Alarm{

Void open(){

}

Void close(){

}

Void alarm(){

}

}