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      1. Java的接口和抽象類

        時間:2024-07-09 06:18:48 JAVA認證 我要投稿
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        Java的接口和抽象類

          在Java中,可以通過兩種形式來體現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中的接口和抽象類。下面是本文的目錄大綱:

          一.抽象類

          二.接口

          三.抽象類和接口的區別

          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。抽象方法的聲明格式為:

          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,所以不能用抽象類創建對象。

          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),缺省情況下默認為public。

          2)抽象類不能用來創建對象;

          3)如果一個類繼承于一個抽象類,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,抽象類和普通的類并沒有區別。

          二.接口

          接口,英文稱作interface,在軟件工程中,接口泛指供別人調用的方法或者函數。從這里,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,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,可以不實現該接口中的抽象方法。

          三.抽象類和接口的區別

          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代碼塊以及靜態方法,而抽象類可以有靜態代碼塊和靜態方法;

          4)一個類只能繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現多個接口。

          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,而接口是對行為的抽象。抽象類是對整個類整體進行抽象,包括屬性、行為,但是接口卻是對類局部(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。那么在設計的時候,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,并不是對一類事物的抽象描述。此時可以將飛行設計為一個接口Fly,包含方法fly(),然后Airplane和Bird分別根據自己的需要實現Fly這個接口。然后至于有不同種類的飛機,比如戰斗機、民用飛機等直接繼承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”的關系,而 接口 實現則是“有沒有”的關系。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,而接口實現則是有沒有、具備不具備的關系,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接口,不能飛行就不實現這個接口。

          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。而接口是一種行為規范,它是一種輻射式設計。什么是模板式設計?最簡單例子,大家都用過ppt里面的模板,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,子類可以不進行變更;而對于接口則不行,如果接口進行了變更,則所有實現這個接口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();

          }

          但是現在如果我們需要門具有報警alarm( )的功能,那么該如何實現?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將報警設計為一個接口,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() {

          //....

          }

          }

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