Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

今天来说一波自己对Java中抽象类和接口的理解,含参考内容:

一、抽象类

1、定义:

public abstract class 类名{}

Java语言中所有的对象都是用类来进行描述,但是并不是所有的类都是用来描述对象的。我所理解的抽象类其实就是对同一类事物公共部分的高度提取,这个公共部分包括属性和行为。比如牛、羊、猪它们的公共属性是都有毛,公共行为是都哺乳,所以我们可以把公共部分抽象成一个哺乳类,含有属性毛和行为哺乳,当牛、羊、猪继承了哺乳类后也就有了哺乳的功能,至于怎么完成这个功能就需要自己去实现了。

2、特点

(1)被Abstract关键字修饰的类是抽象类;

(2)含有抽象方法的类一定是抽象类,但是抽象类不一定含有抽象方法;且抽象方法必须是public或protected,否则不能被子类继承。默认为public。

(3)抽象方法中不能有实现,否则编译报错;

(4)抽象类中可以定义自己的成员变量和成员方法;

(5)子类继承抽象类时,必须实现抽象类中的所有抽象方法,否则该子类也要被定义为抽象类;

(6)抽象类不能被实例化。

3、验证以上规定是否确实如其所述

这是我在word中编辑的一张验证表,把它截成图片放在这里:

Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

从上图的验证结果来看,那些理论都是正确的

二、接口

1、定义:

public interface 接口名{}

接口是用来提供方法的。按我的理解,它是对多个类公共行为的高度提取,比如所有的动物它们的公共行为是吃和睡,那么我们就可以将这两个行为提取出来封装在一个接口中,当某个动物需要执行这个行为的时候只要调用该接口,然后在自己的类里面完成具体实现就行。这样理解好像跟抽象类没什么区别,那再看下面的这个例子。如果把这两个行为放在抽象类中,但是该抽象类中还有一个爬的行为,此时当一种爬行动物,比如蛇,当它继承这个类的时候,会实现吃、睡、爬行这三个方法,于是它便有了吃、睡、爬的功能;但是如果一个飞行类的动物如鸟,当它继承了这个方法的时候,同样的也有了吃、睡、爬的功能,很明显,爬不是它需要的功能,这就有点词不达意了,但是当他们继承了只有吃、睡的接口,就有了吃、睡的基本功能,至于爬和飞,可以抽象出来放在抽象类中,按需继承,按需实现自己需要的功能就OK了。

2、特点:

(1)接口中可以有自己的成员变量,但会被隐式地指定为public staic final,而且也只能是public staic final的,接口中所有的方法都是抽象方法,都会被隐式地指定为public abstract的。

(2)接口中只定义抽象方法,没有具体的实现;

(3)实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法;

3、验证以上理论是否正确

Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

同样,验证出上面的理论都是对的!

三、抽象类和接口的区别:

1、抽象类中可以有自己的成员方法及它们的具体实现;接口中只能含有抽象方法;

2、抽象类中可以含有各种类型的成员变量;接口中的成员变量只能是public static final的;

3、一个类只能继承一个抽象类,但可以实现多个接口;

4、抽象类中可以含有静态代码块和静态方法;接口中不能定义静态代码块和静态方法;

验证一个类只能继承一个抽象类,但能实现多个接口

首先,定义两个抽象类:一个Mummals哺乳类,一个Crawler爬行类

/**
* @createtime 2017年3月17日 上午10:33:27
* @description 哺乳类
*/
public abstract class Mammals {
public String foods; public abstract void nurse(); public void eat(String food){
this.foods = food;
System.out.println("吃"+foods);
}
}
/**
*
* @createtime 2017年3月17日 上午11:23:09
* @description 定义一个抽象类--爬行类
*/
public abstract class Crawler { public abstract void crawl();
}

其次,定义两个接口:一个是BaseAction基础接口;一个是SpecialAction特殊接口

/**
*
* @createtime 2017年3月17日 上午11:03:42
* @description 定义一个名为基本行为的接口
*/
public interface BaseAction { public String name = ""; public void eat(); public void sleep();
}
/**
* @createtime 2017年3月17日 上午11:24:56
* @description 定义一个接口用来实现特殊行为
*/
public interface SpecialAction { public void study();
}

然后,定义一个基础类People,继承Mummals类,实现BaseAction接口和SpecialAction接口

 /**
* @createtime 2017年3月17日 上午11:25:48
* @description 定义一个普通的类--人类,继承哺乳类,实现基础接口和特殊接口
*/
public class People extends Mammals implements BaseAction,SpecialAction{ @Override
public void study() {
// TODO Auto-generated method stub } @Override
public void eat() {
// TODO Auto-generated method stub } @Override
public void sleep() {
// TODO Auto-generated method stub } @Override
public void nurse() {
// TODO Auto-generated method stub } }

可以看出,一个子类是可以实现多个接口的

最后,让基础类People,同时继承Mummals类和Crawler类

/**
* @createtime 2017年3月17日 上午11:25:48
* @description 定义一个普通的类--人类,继承哺乳类,实现基础接口和特殊接口
*/
public class People extends Mammals,Crawler{
@Override
public void nurse() {
// TODO Auto-generated method stub } }

可以看到报的错惨不忍睹:

Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

其实这个问题很显然,人类是哺乳动物而不是爬行动物,如果一个子类能够同时继承多个类,说明该子类属于多种类型,就像人既是哺乳动物,又是爬行动物,明显违背自然规律,所以一个子类只能继承一个抽象类。但是人既有所有动物哺乳动物都有的吃和睡等基础行为之外,还有着自己特殊的思考行为,所以公共的行为通过实现公共接口完成,而特殊的行为通过实现特殊接口来完成,这样就不矛盾了。(以上纯属个人观点,如有问题,望您能给你指正,谢谢了~)

四、举例

下面我以JFinal这个框架为例,来说说大神们是怎样使用抽象类和方法的,借鉴别人才能提高自己。

1、抽象类

JFinal中,我觉得最重要的抽象类应该是Controller了。

Controller是业务逻辑实现的关键抽象类,是MVC模式的控制中心,就像人的大脑。所有的类要想完成请求-响应的整个过程,都必须依赖这个类,看下面部分代码:

Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

Controller类中既有成员变量也有成员方法,成员变量是我们写代码时,几乎所有的自定义控制类都要使用的http请求、响应相关的一些对象,如HttpServletReqquest、HttpServletResponse等,而成员方法又为我们提供了获取这些对象的行为,除此之外,还有很多实用的方法,如获取前端请求参数、返回响应结果、上传文件、验证等大量的方法,但是这个抽象类中,作者(詹波)并没有写抽象方法,可能有人会问,如果没有抽象方法,何不把它定义成普通类来继承?其实刚开始我也是这样想的,但是仔细想了一下,作者可能是想利用抽象类不能被实例化的这个功能,于是问题又出来了,为什么不让该类被实例化呢?

经过调研,我看到这样一篇文章,讲的是JDK中抽象方法不含抽象类的例子:

http://blog.csdn.net/fancylovejava/article/details/24804541,文章中说之所以它所提到的抽象类没有抽象方法,是因为里面所有的成员方法都是通过构造函数来进行传值,对于这样一个类,我们实例化它是没有意义的。于是按此逻辑看了一下Controller类,发现里面的方法基本上也都是通过构造函数来传参的,可以印证它这种说法,但是再仔细想一想,我们为什么要实例化一个类呢?不就是为了创建一个具体的对象吗。记得前面讲类是说过这么一句话,“Java中所有的对象都是通过类来描述,但并不是所有的类都是用来描述对象的”,我觉得用这句话来解释Controller是不含抽象方法的抽象类再合适不过。

首先,这个类并不是为了描述某个具体的对象而创建,它的作用是提取出所有能够被实例化的类的公共部分,这样可以减少代码量;

其次,它没有抽象方法,所有的成员方法都有实现,而这些实现也是解决了所有处理业务逻辑的类会用到的操作方法。没有抽象类,是因为没有合适的公共行为为所有业务类所有。

2、接口

Jfinal中的主要接口是插件接口IPlugin

它的源码如下:

package com.jfinal.plugin;

/**
* IPlugin
*/
public interface IPlugin {
boolean start();
boolean stop();
}

这里面只有两个抽象方法,start()和stop()

而实现它的类有很多,主要是ActiveRecordPlugin和C3pPlugin这两个,它们分别是数据库访问插件和数据库连接池插件,很明显,这两个类在实现IPlugin接口的时候,都实现了start()方法和stop()方法,start()用来启动插件,stop()用来停用插件,在C3p0Plugin中启用插件,开始连接数据库;在ActiveRecordPlugin中启动插件,开始访问数据库;源代码如下:

C3p0Plugin:

 public boolean start() {
if (isStarted)
return true; dataSource = new ComboPooledDataSource();
dataSource.setJdbcUrl(jdbcUrl);
dataSource.setUser(user);
dataSource.setPassword(password);
try {dataSource.setDriverClass(driverClass);}
catch (PropertyVetoException e) {dataSource = null; System.err.println("C3p0Plugin start error"); throw new RuntimeException(e);}
dataSource.setMaxPoolSize(maxPoolSize);
dataSource.setMinPoolSize(minPoolSize);
dataSource.setInitialPoolSize(initialPoolSize);
dataSource.setMaxIdleTime(maxIdleTime);
dataSource.setAcquireIncrement(acquireIncrement); isStarted = true;
return true;
}

ActiveRecordPlugin:

 public boolean start() {
if (isStarted) {
return true;
}
if (configName == null) {
configName = DbKit.MAIN_CONFIG_NAME;
}
if (dataSource == null && dataSourceProvider != null) {
dataSource = dataSourceProvider.getDataSource();
}
if (dataSource == null) {
throw new RuntimeException("ActiveRecord start error: ActiveRecordPlugin need DataSource or DataSourceProvider");
}
if (config == null) {
config = new Config(configName, dataSource);
} if (dialect != null) {
config.dialect = dialect;
}
if (showSql != null) {
config.showSql = showSql;
}
if (devMode != null) {
config.devMode = devMode;
}
if (transactionLevel != null) {
config.transactionLevel = transactionLevel;
}
if (containerFactory != null) {
config.containerFactory = containerFactory;
}
if (cache != null) {
config.cache = cache;
} new TableBuilder().build(tableList, config);
DbKit.addConfig(config);
Db.init();
isStarted = true;
return true;
}

以上就是自己对Java中的抽象类和接口的理解和认识,突然认识到这些用法都比较适合写框架时使用,平时做开发很少用到,或者说我没用到过,看来高级的东西还是要靠基础理论啊!

下面附上本次调研有用的一些文章链接:

1、Java接口和抽象类的区别:http://www.cnblogs.com/NewDolphin/p/5397297.html

2、抽象类没有抽象方法的例子:http://blog.csdn.net/fancylovejava/article/details/24804541

3、Java实例化对象的过程:http://www.cnblogs.com/funfei/p/5679357.html

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