Java基础之抽象类与接口

　　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。下面是本文的目录大纲：

　　一.抽象类

　　二.接口

　　三.抽象类和接口的异同

　　四.Java8接口新特性

　　若有不正之处，请多多谅解并欢迎批评指正，不甚感激。

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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：

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，子类便无法实现该方法），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为为abstract类。

　　  在其他方面，抽象类和普通的类并没有区别。

• abstract class应用场合

　　一句话，在既需要统一的接口，又需要实例变量或缺省的方法的情况下，就可以使用它。最常见的有：

• • 定义了一组接口，但又不想强迫每个实现类都必须实现所有的接口。可以用abstract class定义一组方法体，甚至可以是空方法体，然后由子类选择自己所感兴趣的方法来覆盖。
  • 某些场合下，只靠纯粹的接口不能满足类与类之间的协调，还必需类中表示状态的变量来区别不同的关系。abstract的中介作用可以很好地满足这一点。
  • 规范了一组相互协调的方法，其中一些方法是共同的，与状态无关的，可以共享的，无需子类分别实现；而另一些方法却需要各个子类根据自己特定的状态来实现特定的功能。
  • 如果你拥有一些方法并且想让它们中的一些有默认实现，那么使用抽象类吧
  • 如果基本功能在不断改变，那么就需要使用抽象类。如果不断改变基本功能并且使用接口，那么就需要改变所有实现了该接口的类。

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。

• interface应用场合
  • 类与类之前需要特定的接口进行协调，而不在乎其如何实现。
  • 作为能够实现特定功能的标识存在，也可以是什么接口方法都没有的纯粹标识。
  • 需要将一组类视为单一的类，而调用者只通过接口来与这组类发生联系。
  • 需要实现特定的多项功能，而这些功能之间可能完全没有任何联系。
  • 如果你想实现多重继承，那么你必须使用接口，由于Java不支持多继承，子类不能够继承多个类，但可以实现多个接口。因此你就可以使用接口来解决它。

三.抽象类和接口的异同：

（一）.两者的相同点：

1. 接口和抽象类都能定义方法和属性。
2. 接口和抽象类都是看作是一种特殊的类。大部分的时候，定义的方法要子类来实现
3. 抽象类和接口都可以不含有抽象方法。接口没有方法就可以作为一个标志。比如可序列化的接口Serializable，没有方法的接口称为空接口。没有抽象方法的抽象类，楼主不知道有什么作用（期待大神来解答），总之是可以通过编译的。
4. 抽象类和接口都不能创建对象。
5. 抽象类和接口都能利用多态性原理来使用抽象类引用指向子类对象。
6. 继承和实现接口或抽象类的子类必须实现接口或抽象类的所有的方法，抽象类若有没有实现的方法就继续作为抽象类，要加abstract修饰。若接口的子类没有实现的方法，也要变为抽象类。

（二）、两者的区别：

　　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。
• 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!!!!!!!(注意重点在 普通 即 非静态  和  变量!!!!)
• 抽象类中可以包含非抽象的普通方法，接口中的所有方法必须都是抽象的，不能有非抽象的普通方法。
• 抽象类中的抽象方法的访问类型可以是public，protected和（默认类型,虽然eclipse下不报错，但应该也不行），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。
• 抽象类和接口中都可以包含静态成员变量(static)，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。

　　2.设计层面上的区别

• 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。
• 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：

• 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；
• 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() {

         //....

       }

 }

3.抽象类和接口的对比

四、Java8接口新特性：

　　1. 先谈谈JDK8新特性接口
　　　以上总结都是面向JDK7以及以前的版本中，接口里的方法都是抽象的，并且不能存在静态方法
　　　所有方法的申名都用 public [返回类型] [方法名](参数列表) [抛出异常];

　　   在jdk8中接口中存在2种类型的方法。

• 静态方法  public static [方法名]([参数列表]) [throws 异常列表]

由于Java中可以同时实现多接口，如果2个接口同时存在同名，同参数的静态方法，如果同子类.静态方法,将不知道访问哪一个。
        因此不允许使用【子类.父类静态方法】形式访问,不能通过super方法.
     　InterA interA = new CImpl();
 　　InterA.method(); //只可以父类名访问静态方法
     
     　子类实现多个接口，存在的静态方法并不会冲突。因为只能通过各自父类访问父类静态方法。
   　  public class CImpl implements InterA,InterB  
     　其中InterA InterB存在同名静态方法;甚至子类也可以存在同名方法，但是不能用override修饰，因为static方法不能重写
     　public static void method(){
　　　　System.out.println("子类C中的静态方法");
　　  }

• JDK8还允许存在默认方法 public default void defaultMethod(){}  (default不能省略);

子类重写接口默认方法时，必须去掉default。
   　 @Override
　　 public void defaultMethod(){
　　　　System.out.println("子类A中的默认方法，必须去掉default修饰符");
　　 }
       子类实现多个接口时，如果存在同名的默认方法，子类将不知道继承哪一个，因此编译器要求子类重写父类中的默认方法；

　　不过注意的是子类不能用default修饰，default只能修饰接口中的默认方法。

　　@Override
　　public void defaultMethod() {
　　// TODO Auto-generated method stub
　　　　Inter8A.super.defaultMethod();
　　}

参考文章：

　　https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

　　https://www.cnblogs.com/DreamDrive/p/4109571.html

　　http://blog.csdn.net/wangxin1982314/article/details/70804793

　　http://blog.csdn.net/jerryhh_2012/article/details/51602198