小朋友学Java(9):抽象类与接口

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海天一树X
2017.12.12 18:16* 字数 1603

之前提过面向对象有三大特性:封装、继承、多态。
还有另一种说法,即面象对象有四大特性:抽象、封装、继承、多态。
这两种说法都是对的,不必拘泥于哪种说法。关键要能理解这些特性的含义。

在Java中,可以通过两种形式来体现面向对象的抽象:抽象类和接口。

一、抽象类

(一)抽象方法

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。

为什么需要抽象方法呢?因为有些方法在父类里面很难给出具体的定义,只能通过子类来定义。
以Animal类的move方法为例。不同的动物有不同的move方法。比如狗可以走或跑,蛙可以跳或游,鱼可以游。

(二)抽象类

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。

例1

abstract class Animal { 
    public abstract void move();
}

public class ATest {
    public void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.move();
    }
}

运行结果:

1.png

例2

abstract class Animal { 
    public abstract void move();
}

class Dog extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("I am a dog, I can walk and run.");
    }
}

class Fish extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("I am a fish, I can swim.");
    }
}

public class ATest {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d = new Dog();
        d.move();
        
        Fish f = new Fish();
        f.move();
    }
}

运行结果:

I am a dog, I can walk and run.
I am a fish, I can swim.

注意:包含了抽象方法的类一定是抽象类,但抽象类不一定要包含抽象方法。一个类,只要用了abstract来修饰,就是一个抽象类。

(三)抽象类与普通类的区别

  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,则要么子类必须实现父类的抽象方法,要么必须将子类也定义为abstract类。

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。
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 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(虽然可以定义变量)。

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,interface3{

}

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。

例3

interface Animal {
    public void eat();
    public void move();
}

class Dog implements Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Dog eat");
    }
    
    public void move() {
        System.out.println("Dog run");
    }
}

public class ITest {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d = new Dog();
        d.eat();
        d.move();
    }
}

运行结果:

Dog eat
Dog run

三、抽象类和接口的区别

(一)应用层面上的区别

  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。

(二)设计层面上的区别

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。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。

例4:

创建如下8个类:

2.png
  1. 接口Fly中的代码:
interface Fly {
    public void fly();
}
  1. 飞机抽象类中的代码:
abstract class Plane {
    public abstract void carry();
}
  1. 民用飞机类中的代码:
// 民用飞机
class CivilAircraft extends Plane implements Fly {
    public void carry() {
        System.out.println("I am a civil aircraft, I carry people!");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("I am a civil aircraft, I can fly!");
    }
}
  1. 战斗机类中的代码:
// 战斗机
class Fighter extends Plane implements Fly {
    public void carry() {
        System.out.println("I am a fighter, I carry bomb!");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("I am a fighter, I can fly!");
    }
}
  1. 鸟抽象类中的代码:
abstract class Bird {
    public abstract void build();
}
  1. 知更鸟类中的代码:
// 知更鸟
class Robin extends Bird implements Fly {
    public void build() {
        System.out.println("I am a robin, I can build nest!");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("I am a robin, I can fly!");
    }
}
  1. 布谷鸟中的代码:
// 布谷鸟
class Cuckoo extends Bird implements Fly {
    public void build() {
        System.out.println("I am a cuckoo, I don't build nest! I throw out robin's eggs and lay my eggs in robin's nest!");
    }
    
    public void fly() {
        System.out.println("I am a cuckoo, I can fly!");
    }
}
  1. 测试类中的代码:
class FTest {
    public static void main(String[] args) {
        CivilAircraft ca = new CivilAircraft();
        ca.fly();
        ca.carry();
        
        Fighter f = new Fighter();
        f.fly();
        f.carry();
        
        Robin r = new Robin();
        r.fly();
        r.build();
        
        Cuckoo c = new Cuckoo();
        c.fly();
        c.build();
    }
}

运行结果:

3.png


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