前面《Java接口》一节中提到接口是一种特殊的抽象类,接口和抽象类的渊源颇深,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。本节我们先整理一下 Java 中抽象类和接口的特点,再分析它们具有的相同点、不同点和使用场景。
1)抽象类
在 Java 中,被关键字 abstract 修饰的类称为抽象类;被 abstract 修饰的方法称为抽象方法,抽象方法只有方法声明没有方法体。
抽象类有以下几个特点:
1、抽象类不能被实例化,只能被继承。
2、包含抽象方法的类一定是抽象类,但抽象类不一定包含抽象方法(抽象类可以包含普通方法)。
3、抽象方法的权限修饰符只能为 public、protected 或 default,默认情况下为 public。
4、一个类继承于一个抽象类,则子类必须实现抽象类的抽象方法,如果子类没有实现父类的抽象方法,那子类必须定义为抽象类。
5、抽象类可以包含属性、方法、构造方法,但构造方法不能用来实例化对象,只能被子类调用。
2)接口
接口可以看成是一种特殊的类,只能用 interface 关键字修饰。
Java 中的接口具有以下几个特点:
1、接口中可以包含变量和方法,变量被隐式指定为 public static final,方法被隐式指定为 public abstract(JDK 1.8 之前)。
2、接口支持多继承,即一个接口可以继承(extends)多个接口,间接解决了 Java 中类不能多继承的问题。
3、一个类可以同时实现多个接口,一个类实现某个接口则必须实现该接口中的抽象方法,否则该类必须被定义为抽象类。
3)抽象类和接口的区别
接口和抽象类很像,它们都具有如下特征。
1、接口和抽象类都不能被实例化,主要用于被其他类实现和继承。
2、接口和抽象类都可以包含抽象方法,实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法。
但接口和抽象类之间的差别非常大,这种差别主要体现在二者设计目的上。下面具体分析二者的差别。
接口作为系统与外界交互的窗口,接口体现的是一种规范。对于接口的实现者而言,接口规定了实现者必须向外提供哪些服务(以方法的形式来提供);对于接口的调用者而言,接口规定了调用者可以调用哪些服务,以及如何调用这些服务(就是如何来调用方法)。当在一个程序中使用接口时,接口是多个模块间的耦合标准;当在多个应用程序之间使用接口时,接口是多个程序之间的通信标准。
从某种程度上来看,接口类似于整个系统的“总纲”,它制定了系统各模块应该遵循的标准,因此一个系统中的接口不应该经常改变。一旦接口被改变,对整个系统甚至其他系统的影响将是辐射式的,会导致系统中大部分类都需要改写。
抽象类则不一样,抽象类作为系统中多个子类的共同父类,它所体现的是一种模板式设计。抽象类作为多个子类的抽象父类,可以被当成系统实现过程中的中间产品,这个中间产品已经实现了系统的部分功能(那些已经提供实现的方法),但这个产品依然不能当成最终产品,必须有更进一步的完善,这种完善可能有几种不同方式。
除此之外,接口和抽象类在用法上也存在差别,如下表所示:
参数 | 抽象类 | 接口 |
---|---|---|
实现 | 子类使用 extends 关键字来继承抽象类,如果子类不是抽象类,则需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。 | 子类使用 implements 关键字来实现接口,需要提供接口中所有声明的方法的实现。 |
访问修饰符 | 可以用 public、protected 和 default 修饰 | 默认修饰符是 public,不能使用其它修饰符 |
方法 | 完全可以包含普通方法 | 只能包含抽象方法、静态方法、默认方法和私有方法,不能为普通方法提供方法实现 |
变量 | 既可以定义普通成员变量,也可以定义静态常量 | 只能定义静态常量,不能定义普通成员变量 |
构造方法 | 抽象类里的构造方法并不是用于创建对象,而是让其子类调用这些构造方法来完成属于抽象类的初始化操作 | 没有构造方法 |
初始化块 | 可以包含初始化块 | 不能包含初始化块 |
main 方法 | 可以有 main 方法,并且能运行 | 没有 main 方法 |
与普通Java类的区别 | 抽象类不能实例化,除此之外和普通 Java 类没有任何区别 | 是完全不同的类型 |
运行速度 | 比接口运行速度要快 | 需要时间去寻找在类种实现的方法,所以运行速度稍微有点慢 |
一个类最多只能有一个直接父类,包括抽象类,但一个类可以直接实现多个接口,通过实现多个接口可以弥补 Java 单继承的不足。
4)抽象类和接口的应用场景
抽象类的应用场景:
1、父类只知道其子类应该包含怎样的方法,不能准确知道这些子类如何实现这些方法的情况下,使用抽象类。
2、从多个具有相同特征的类中抽象出一个抽象类,以这个抽象类作为子类的模板,从而避免了子类设计的随意性。
接口的应用场景:
1、一般情况下,实现类和它的抽象类之前具有 "is-a" 的关系,但是如果我们想达到同样的目的,但是又不存在这种关系时,使用接口。
2、由于 Java 中单继承的特性,导致一个类只能继承一个类,但是可以实现一个或多个接口,此时可以使用接口。
什么时候使用抽象类和接口:
1、如果拥有一些方法并且想让它们有默认实现,则使用抽象类。
2、如果想实现多重继承,那么必须使用接口。因为 Java 不支持多继承,子类不能继承多个类,但可以实现多个接口,因此可以使用接口。
3、如果基本功能在不断改变,那么就需要使用抽象类。如果使用接口并不断需要改变基本功能,那么就需要改变所有实现了该接口的类。