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抽象类 和 接口

 
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1、抽象类里面可以有非抽象方法,但接口里只能有抽象方法
声明方法的存在而不去实现它的类被叫做抽像类(abstract class),它用于要创建一个体现某些基本行为的类,并为该类声明方法,但不能在该类中实现该类的情况。不能创建abstract 类的实例。然而可以创建一个变量,其类型是一个抽像类,并让它指向具体子类的一个实例。不能有抽像构造函数或抽像静态方法。Abstract 类的子类为它们父类中的所有抽像方法提供实现,否则它们也是抽像类为。取而代之,在子类中实现该方法。知道其行为的其它类可以在类中实现这些方法。

2、接口(interface)是抽像类的变体。在接口中,所有方法都是抽像的。多继承性可通过实现这样的接口而获得。接口中的所有方法都是抽

像的,没有一个有程序体。接口只可以定义static final成员变量。接口的实现与子类相似,除了该实现类不能从接口定义中继承行为。当类实现特殊接口时,它定义(即将程序体给予)所有这种接口的方法。然后,它可以在实现了该接口的类的任何对像上调用接口的方法。由于有抽像类,它允许使用接口名作为引用变量的类型。通常的动态联编将生效。引用可以转换到接口类型或从接口类型转换,instanceof 运算符可以用来决定某对象的类是否实现了接口



一个类可以有多个接口 只能有继承一个父类
抽象类可以有构造方法,接口中不能有构造方法。
抽象类中可以有普通成员变量,接口中没有普通成员变量
接口里边全部方法都必须是abstract的, 抽象类的可以有实现了的方法
抽象类中的抽象方法的访问类型可以是public,protected   但接口中的抽象方法只能是public类型的,并且默认即为public abstract类型
抽象类中可以包含静态方法,接口中不能包含静态方法
抽象类和接口中都可以包含静态成员变量,抽象类中的静态成员变量的访问类型可以任意,但接口中定义的变量只能是public static final类型,并且默认即为public static final类型。














在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制。正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性,甚至可以相互替换,因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意。其实,两者之间还是有很大的区别的,对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析,试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。 

  理解抽象类

  abstract class和interface在Java语言中都是用来进行抽象类(本文 中的抽象类并非从abstract class翻译而来,它表示的是一个抽象体,而abstract class为Java语言中用于定义抽象类的一种方法, 请读者注意区分)定义的,那么什么是抽象类,使用抽象类能为我们带来什么好处呢?

  在 面向对象的概念中,我们知道所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来却不是这样。并不是 所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、 设计中得出的抽象概念,是对一系列看上去不同,但是本质上相同的具体概念的抽象。比如:如果我们进行一个图形编辑软件的开发,就会发现问题领域存在着圆、 三角形这样一些具体概念,它们是不同的,但是它们又都属于形状这样一个概念,形状这个概念在问题领域是不存在的,它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念 在问题领域没有对应的具体概念,所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。

  在面向对象领域,抽象类主要用来进行类型隐藏。 我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述,但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类,而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个 抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体,因此它可以是不允许修改的;同时,通过从这个抽象体派生,也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知 道,为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle),抽象类是其中的关键所在。

  从语法定义层面看abstract class 和 interface

  在语法层面,Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式,下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。

  使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下:
abstract class Demo{
       abstract void method1();
       abstract void method2();
       …


  使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下:
interface Demo{
       void method1();
       void method2();
       …
}

  在abstract class方式中,Demo可以有自己的数据成员,也可以有非 abstract的成员方法,而在interface方式的实现中,Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final 的,不过在interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说,interface是一种特殊形式的 abstract class。

  从编程的角度来看,abstract class和interface都可以用来实现 "design by contract" 的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。

  首先,abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系(因为Java不支持多继承 -- 转注)。但是,一个类却可以实现多个interface。也许,这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。

  其次,在abstract class的定义中,我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中,方法却不能拥有默认行为,为了绕过这个限制,必须使用委托,但是这会增加一些复杂性,有时会造成很大的麻烦。

  在抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题,那就是可能会造成维护上的麻烦。因 为如果后来想修改类的界面(一般通过 abstract class 或者interface来表示)以适应新的情况(比如,添加新的方法或者给已用的方法中添 加新的参数)时,就会非常的麻烦,可能要花费很多的时间(对于派生类很多的情况,尤为如此)。但是如果界面是通过abstract class来实现的,那 么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。

  同样,如果不能在抽象类中定义默认行为,就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中,违反了 "one rule,one place" 原则,造成代码重复,同样不利于以后的维护。因此,在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。

  从设计理念层面看 abstract class 和 interface

  上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区 别,这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面:abstract class和interface所反映出的设计理念,来分析一下二者的区别。作者认为,从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。

  前面已经提到过,abstract class在Java语言中体现了一种继承关系,要想使得 继承关系合理,父类和派生类之间必须存在"is-a"关系,即父类和派生类在概念本质上应该是相同的。对于interface来说则不然,并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的, 仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解,下面将通过一个简单的实例进行说明。

  考虑这样一个例子,假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念,该Door具有执行两个动作open和close,此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型,定义方式分别如下所示:

  使用abstract class方式定义Door:
abstract class Door{
          abstract void open();
          abstract void close();
}

  使用interface方式定义Door:
interface Door{
        void open();
        void close();
}

  其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。

  如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢(在本例中, 主要是为了展示 abstract class 和interface 反映在设计理念上的区别,其他方面无关的问题都做了简化或者忽略)?下面将罗列出可能的解 决方案,并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。

  解决方案一:

  简单的在Door的定义中增加一个alarm方法,如下:
abstract class Door{
        abstract void open();
        abstract void close();
        abstract void alarm();
}

  或者
interface Door{
       void open();
       void close();
       void alarm();
}

  那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下:
class AlarmDoor extends Door{
         void open(){…}
         void close(){…}
         void alarm(){…}
}

  或者
class AlarmDoor implements Door{
           void open(){…}
           void close(){…}
           void alarm(){…}


  这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则 ISP (Interface Segregation Principle),在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方 法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变(比如:修改alarm方法的参数)而改变,反之依然。

  解决方案二:

  既然open、close和alarm属于两个不同的概念,根据ISP原则应该把它们分别定 义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有:这两个概念都使用 abstract class 方式定义;两个概念都使用interface方式定义;一个概念 使用 abstract class 方式定义,另一个概念使用interface方式定义。

  显然,由于Java语言不支持多重继承,所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的,但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。

  如果两个概念都使用interface方式来定义,那么就反映出两个问题:1、我们可能没有 理解清楚问题领域,AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器?2、如果我们对于问题领域的理解没有问题,比如:我们通过对于问题领域的分 析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的,那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图,因为在这两个概念的定义上(均使用 interface方式定义)反映不出上述含义。

  如果我们对于问题领域的理解是:AlarmDoor在概念本质上是Door,同时它有具有报 警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢?前面已经说过,abstract class在Java语言中表示一种继承关系,而继承关系 在本质上是"is-a"关系。所以对于Door这个概念,我们应该使用abstarct class方式来定义。另外,AlarmDoor又具有报警功能,说 明它又能够完成报警概念中定义的行为,所以报警概念

可以通过interface方式定义。如下所示:
abstract class Door{
         abstract void open();
         abstract void close();
}
interface Alarm{
        void alarm();
}
class Alarm Door extends Door implements Alarm{
        void open(){…}
        void close(){…}
        void alarm(){…}
}

  这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解,正确的揭示我们的设计意图。其 实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系,大家在选择时可以作为一个依据,当然这是建立在对问题领域的理解上的,比如:如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器,同时又具有Door的功能,那么上述的定义方式就要反过来了。

  小结

  1.abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系。但是,一个类却可以实现多个interface。
  2.在abstract class 中可以有自己的数据成员,也可以有非abstarct的成员方法,而在interface中,只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final的,不过在 interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。
  3.abstract class和interface所反映出的设计理念不同。其实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系。
  4.实现抽象类和接口的类必须实现其中的所有方法。抽象类中可以有非抽象方法。接口中则不能有实现方法。
  5.接口中定义的变量默认是public static final 型,且必须给其初值,所以实现类中不能重新定义,也不能改变其值。
  6.抽象类中的变量默认是 friendly 型,其值可以在子类中重新定义,也可以重新赋值。
  7.接口中的方法默认都是 public,abstract 类型的。

  结论

  abstract class 和 interface 是 Java语言中的两种定义抽象类的方式,它们之间有很大的相似性。但是对于它们的选择却又往往反映出对于问题领域中的概 念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理,因为它们表现了概念间的不同的关系(虽然都能够实现需求的功能)。这其实也是语言的一种的惯用法,希望读者朋友能够细细体会。















为什么设计抽象类这个技术?

在实际开发中,我们可能有这样一种类,是其它类的父类,但是它本身并不需要实例化,主要用途是让子类来继承,这样可达到代码复用,同时利于项目设计者来设计类。



使用抽象类的注意事项:
1.基本用法:
 abstract class 类名{    // 方法      //属性}


2.抽象类是面向对象编程中一个比较重要的知识点:
用abstract关键字来修饰一个类时,这个类就叫抽象类
用abstract关键字来修饰一个方法时,这个方法就是抽象方法。




抽象类不能被实例化
抽象类不一定要包含abstract方法。也就是说,抽象类可以没有abstract方法,可以有实现了的方法。
一旦类包含了abstract方法,则这个类必须声明为abstract
抽象方法不能有函数体         abstract public function cry(){}
如果一个为类继承了某个抽象类,则它必须实现该抽象类的所有抽象方法(除非它自己也声明为抽象类)




接口

接口的使用基本语法:
interface 接口名 {
//属性
//方法
}

接口的方法都不能有方法体。



接口——解决这道
接口就是给出一些没有实现的方法,封装到一起,到某个类要使用的时候, 在根据具体情况把这些方法写出来,语言:
class 类名 implements 接口1,接口2,……{      }



接口是更加抽象的抽象类,抽象类里的方法可以有方法体,接口里的所有方法都没有方法体。接口实现了程序设计的多态和高内聚低耦合的设计思想。



什么情况下可以考虑使用接口:
1.定规范
2.定下规范,让别的程序员来实现,如相机、手机
3.当多个类,它们之间是平级的关系,但是它们都会去实现某个功能只是实现的方式不一样。



接口的细节:
1.不能实例化一个接口
如下面这个错误代码:
interface iUsb{}
$a=new iUsb();

2.接口中的所有方法都不能有方法体

3.一个类可以实现多个接口,逗号隔开
public class A implements 接口1,接口2,……{  }

4.接口中可以有属性,但必须是常量(常量前没有$),默认是public

5.接口中的方法都必须是public的,默认就是public,不能是protected和private

6.一个接口不能继承其它的类,但是可以继承别的接口
interface 接口名 extends 接口1,接口2……{  }












抽象类就是将类似或相似的部分给抽取出来,这句话看上去很搞笑,其实它说出了抽象类的真理。你可能会说”我不是可以重写一个公共类,然后我实例化这个公共类,调用相同的方法就可以了”,这里是可以,实际上抽象类的工作也就是这个,不过他省去了你实例化的这个步骤,并且你还可以生载这个方法

抽象类特性:
1.  非抽象子类必须完全实现这个抽象中所有的抽象方法
2.  抽象类不能被实例化,它的意义在于被扩展。访问方式TestClass::test(‘我是抽象方法’);
3.  抽象类通常(也可以没有)至少有1个抽象方法,抽象方法中没有大括号。非抽象方法是有的
4.  抽象方法不必实现具体的功能,由子类来完成
5.  在子类实现抽象类的方法时,其子类的可见性必须大于或等于抽象方法的定义
6.  抽象类的方法可以有参数,也可以为空
7.如果抽象方法有参数,那么子类的实现也必须有相同的参数个数




他们的不同点:
1.抽象类中可以有非抽象的方法而接口中只能够有抽象的方法!
2.一个子类可以继承多个接口,而一个类只能继承一个抽象类!
3.接口的使用方式通过implements关键字进行,抽象类则是通过继承extends关键字进行!
4.在声明上
接口中只能声明抽象方法(包括静态抽象方法)和静态变量.而抽象类除了包含一般类的特点,即包括属性和一般方法外,还可以声明抽象方法(包括静态抽象方法).

5.在写法上
一、接口中的抽象方法前不用也不能加abstract关键字,默认隐式就是抽象方法,也不能加final关键字来防止抽象方法的继承.而抽象类中抽象方法前则必须加上abstract表示显示声明为抽象方法.

 

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