Java中抽象类和接口的区别详解
2016-04-11 10:12
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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.
类是对象的模板,抽象类和接口可以看做是具体的类的模板。
由于从某种角度讲,接口是一种特殊的抽象类,它们的渊源颇深,有很大的相似之处,所以在选择使用谁的问题上很容易迷糊。我们首先分析它们具有的相同点。
都代表类树形结构的抽象层。在使用引用变量时,尽量使用类结构的抽象层,使方法的定义和实现分离,这样做对于代码有松散耦合的好处。
都不能被实例化。
都能包含抽象方法。抽象方法用来描述系统提供哪些功能,而不必关心具体的实现。
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:
使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下:
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
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。
示例
1) 抽象类可以为部分方法提供实现,避免了在子类中重复实现这些方法,提高了代码的可重用性,这是抽象类的优势;而接口中只能包含抽象方法,不能包含任何实现。
抽象类A有两个子类B、C,由于A中有方法method2的实现,子类B、C中不需要重写method2方法,我们就说A为子类提供了公共的功能,或A约束了子类的行为。method2就是代码可重用的例子。A 并没有定义 method1的实现,也就是说B、C 可以根据自己的特点实现method1方法,这又体现了松散耦合的特性。
再换成接口看看:
接口A无法为实现类B、C提供公共的功能,也就是说A无法约束B、C的行为。B、C可以自由地发挥自己的特点现实 method1和 method2方法,接口A毫无掌控能力。
2) 一个类只能继承一个直接的父类(可能是抽象类),但一个类可以实现多个接口,这个就是接口的优势。
对于C类,将没有机会继承其他父类了。
综上所述,接口和抽象类各有优缺点,在接口和抽象类的选择上,必须遵守这样一个原则:
行为模型应该总是通过接口而不是抽象类定义,所以通常是优先选用接口,尽量少用抽象类。
选择抽象类的时候通常是如下情况:需要定义子类的行为,又要为子类提供通用的功能。
类是对象的模板,抽象类和接口可以看做是具体的类的模板。
由于从某种角度讲,接口是一种特殊的抽象类,它们的渊源颇深,有很大的相似之处,所以在选择使用谁的问题上很容易迷糊。我们首先分析它们具有的相同点。
都代表类树形结构的抽象层。在使用引用变量时,尽量使用类结构的抽象层,使方法的定义和实现分离,这样做对于代码有松散耦合的好处。
都不能被实例化。
都能包含抽象方法。抽象方法用来描述系统提供哪些功能,而不必关心具体的实现。
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
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。
示例
1) 抽象类可以为部分方法提供实现,避免了在子类中重复实现这些方法,提高了代码的可重用性,这是抽象类的优势;而接口中只能包含抽象方法,不能包含任何实现。
1 public abstract class A{ 2 public abstract void method1(); 3 public void method2(){ 4 //A method2 5 } 6 } 7 public class B extends A{ 8 public void method1(){ 9 //B method1 10 } 11 } 12 public class C extends A{ 13 public void method1(){ 14 //C method1 15 } 16 }
抽象类A有两个子类B、C,由于A中有方法method2的实现,子类B、C中不需要重写method2方法,我们就说A为子类提供了公共的功能,或A约束了子类的行为。method2就是代码可重用的例子。A 并没有定义 method1的实现,也就是说B、C 可以根据自己的特点实现method1方法,这又体现了松散耦合的特性。
再换成接口看看:
1 public interface A{ 2 public void method1(); 3 public void method2(); 4 } 5 public class B implements A{ 6 public void method1(){ 7 //B method1 8 } 9 public void method2(){ 10 //B method2 11 } 12 } 13 public class C implements A{ 14 public void method1(){ 15 //C method1 16 } 17 public void method2(){ 18 //C method2 19 } 20 }
接口A无法为实现类B、C提供公共的功能,也就是说A无法约束B、C的行为。B、C可以自由地发挥自己的特点现实 method1和 method2方法,接口A毫无掌控能力。
2) 一个类只能继承一个直接的父类(可能是抽象类),但一个类可以实现多个接口,这个就是接口的优势。
1 interface A{ 2 public void method2(); 3 } 4 interface B{ 5 public void method1(); 6 } 7 class C implements A,B{ 8 public void method1(){ 9 //C method1 10 } 11 public void method2(){ 12 //C method2 13 } 14 } 15 //可以如此灵活的使用C,并且C还有机会进行扩展,实现其他接口 16 A a=new C(); 17 B b=new C(); 18 abstract class A{ 19 public abstract void method1(); 20 } 21 abstract class B extends A{ 22 public abstract void method2(); 23 } 24 class C extends B{ 25 public void method1(){ 26 //C method1 27 } 28 public void method2() { 29 //C method2 30 } 31 }
对于C类,将没有机会继承其他父类了。
综上所述,接口和抽象类各有优缺点,在接口和抽象类的选择上,必须遵守这样一个原则:
行为模型应该总是通过接口而不是抽象类定义,所以通常是优先选用接口,尽量少用抽象类。
选择抽象类的时候通常是如下情况:需要定义子类的行为,又要为子类提供通用的功能。
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