Java 的接口和抽象类介绍

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），默认情况下默认为 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。

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。

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。

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 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() {
      //....
    }
}