Java中抽象类和接口的区别

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-04-23 10:02 338阅读 0赞

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。

### 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。

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。

[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：

*  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。
 *  抽象类不能用来创建对象；
 *  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：

[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：

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

*  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；
 *  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；
 *  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；
 *  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：

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。

interface Alram {
    
        void alarm();
    
    }
    
     
    
    abstract class Door {
    
        void open();
    
        void close();
    
    }
    
     
    
    class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
    
        void oepn() {
    
          //....
    
        }
    
        void close() {
    
          //....
    
        }
    
        void alarm() {
    
          //....
    
        }
    
    }

最后再用一个表格的形式来总结一下抽象类和接口的区别：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;"><strong>参数</strong></td> 
   <td style="vertical-align:top;"><strong>抽象类</strong></td> 
   <td style="vertical-align:top;"><strong>接口</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">默认的方法实现</td> 
   <td style="vertical-align:top;">它可以有默认的方法实现</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">实现</td> 
   <td style="vertical-align:top;">子类使用<strong>extends</strong>关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。</td> 
   <td style="vertical-align:top;">子类使用关键字<strong>implements</strong>来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">构造器</td> 
   <td style="vertical-align:top;">抽象类可以有构造器</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口不能有构造器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">与正常Java类的区别</td> 
   <td style="vertical-align:top;">除了你不能实例化抽象类之外，它和普通Java类没有任何区别</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口是完全不同的类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">访问修饰符</td> 
   <td style="vertical-align:top;">抽象方法可以有<strong>public</strong>、<strong>protected</strong>和<strong>default</strong>这些修饰符</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口方法默认修饰符是<strong>public</strong>。你不可以使用其它修饰符。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">main方法</td> 
   <td style="vertical-align:top;">抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口没有main方法，因此我们不能运行它。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">多继承</td> 
   <td style="vertical-align:top;">抽象方法可以继承一个类和实现多个接口</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口只可以继承一个或多个其它接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">速度</td> 
   <td style="vertical-align:top;">它比接口速度要快</td> 
   <td style="vertical-align:top;">接口是稍微有点慢的，因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;">添加新方法</td> 
   <td style="vertical-align:top;">如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。</td> 
   <td style="vertical-align:top;">如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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