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深入浅出分析Java抽象类和接口【功能,定义,用法,区别】

时间: 2019-11-12 15:43:06 | 来源: 互联网 | 作者: fancylovejava | 阅读: 8次

本文实例讲述了Java抽象类和接口。分享给大家供大家参考,具体如下:

对于OOP编程来说,抽象是它一大特征之一。在Java中,可以通过两种形式来体现OOP的抽象:抽象类和接口。

这两者有相似之处也有很大的不同之处。

一、抽象类

在了解抽象类之前,先了解下抽象方法。抽象方法是一种特殊的方法: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,这个类就必须在类前用abstract进行修饰,否则在IDE中编译的时候就会提示错误。因为抽象类中含有无具体实现的方法,所以不能用抽象类进行创建对象。

还有一个问题需要注意:一个用abstract修饰的抽象类也可以不包含抽象方法。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,抽象类是为类继承而存在的,不能用抽象类创建对象,也就这个抽象类不能做任何事情。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进行不同的实现,那么可以将这个方法声明为abstract方法,这个类就是abstract抽象类。

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,这点它和普通类一样,同样可以拥有成员变量和普通成员方法。抽象类和普通类主意区别有三点:

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成abstract抽象类。

其他方面抽象类和普通类并没有什么区别。

二、接口

接口,即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,它是对于行为的抽象。

java中接口的定义形式

[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,如果用private修饰会报错)。而方法会被隐式的指定为public abstract方法且不能用其他关键字如private、protected、static、final等修饰会报编译错误,并且接口中所有方法不能有具体的实现,也就是说接口中的方法必须是抽象方法。从这里可以隐式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。

让一个类实现该接口可以用implements,格式

class ClassName implements Interface1,Interface2{}

可以看出,允许一个类遵循多个特定的接口,如果一个非抽象类实现了某个接口,就必须实现该接口中的所有方法。而对于实现了某个接口的抽象类来说,可以不实现该接口中的抽象方法。

比如在Android的源代码中的Adapter类就是一个接口类

/**
 * An Adapter object acts as a bridge between an {@link AdapterView} and the
 * underlying data for that view. The Adapter provides access to the data items.
 * The Adapter is also responsible for making a {@link android.view.View} for
 * each item in the data set.
 *
 * @see android.widget.ArrayAdapter
 * @see android.widget.CursorAdapter
 * @see android.widget.SimpleCursorAdapter
 */
public interface Adapter {
  void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer);
  void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer);
  int getCount();
  Object getItem(int position);
  long getItemId(int position);
  boolean hasStableIds();
  View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent);
  static final int IGNORE_ITEM_VIEW_TYPE = AdapterView.ITEM_VIEW_TYPE_IGNORE;
  int getItemViewType(int position);
  int getViewTypeCount();
  static final int NO_SELECTION = Integer.MIN_VALUE;
   boolean isEmpty();
}

在这个接口里面声明了几个方法,且这些方法都是抽象方法。然后ListAdapter这个接口又实现了这个Adapter接口

public interface ListAdapter extends Adapter {
  public boolean areAllItemsEnabled();
  boolean isEnabled(int position);
}

没错,这个ListAdapter也是一个接口,是一个实现另一个接口的接口,也就是这个接口把Adapter这个接口声明的抽象方法继承过来然后又自己声明了两个抽象方法。

最后是BaseAdapter这个抽象类。

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
  private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
  public boolean hasStableIds() {
    return false;
  }
  public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
    mDataSetObservable.registerObserver(observer);
  }
  public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
    mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
  }
  public void notifyDataSetChanged() {
    mDataSetObservable.notifyChanged();
  }
  public void notifyDataSetInvalidated() {
    mDataSetObservable.notifyInvalidated();
  }
  public boolean areAllItemsEnabled() {
    return true;
  }
  public boolean isEnabled(int position) {
    return true;
  }
  public View getDropDownView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
    return getView(position, convertView, parent);
  }
  public int getItemViewType(int position) {
    return 0;
  }
  public int getViewTypeCount() {
    return 1;
  }
  public boolean isEmpty() {
    return getCount() == 0;
  }
}

这个BaseAdapter是个抽象类,实现了两个接口,一个就是ListAdapter接口,但是这个BaseAdapter抽象类确没有抽象方法,并且唯一的成员变量还是一个private的,即不能被子类继承。仔细观察这些方法都是从ListAdapter和Adapter两个接口中实现过来的。

这样当我们自定义的类继承自BaseAdapter的时候,可以不用必须实现Adapter和ListAdapter里面的所有方法,只需要必须实现BaseAdapter父类中没有实现的Adapter和ListAdapter里面的所有方法。

可以想下为什么不让自定义的类直接实现Adapter这个接口呢?这里涉及到android的一些设计需求有关。个人认为可能Adapter接口里定义的方法不够,定义一些最主要必须的方法满足所有需求的方法,然后比如ListView这类的控件又需要有一些特殊的行为,然后又让ListAdapter实现Adapter然后加两个特殊的行为方法。然后呢,在BaseAdapter里面实现过来的方法是一些自己默认实现的方法,就是当自己定义的继承BaseAdapter父类的子类没有去具体实现的方法。子类也可以重写父类BaseAdapter的方法。

总而言之,言而总之,这种实现继承关系跟android源码框架设计的需求有关。在项目开发中我们可以借鉴学习。

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。

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() {
   //....
  }
}

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希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

文章标题: 深入浅出分析Java抽象类和接口【功能,定义,用法,区别】
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