Java抽象类与接口

一、抽象类的概念

通俗一点说，抽象类就是用abstract关键字进行修饰的类，不能直接实例化（为什么不能直接实例化？有些答案指出是因为抽象类中的抽象方法未实现，无法分配内存空间，为了安全，不允许直接实例化。但事实上，抽象类中可以只包含普通方法而不包含抽象方法，所以个人觉得这是由Java语法规定的，是一种设计上的需要，其目的是为了被子类继承）。一般情况下，抽象类会包含抽象方法，而抽象方法则是将普通方法的方法体去掉后并用关键字abstract修饰的方法。下面我们用一个例子来初步认识一下什么是抽象类。

abstract class Animal {//定义一个抽象类

	public void move() {//普通方法，即有方法体'{}'的方法
		System.out.println("动物都会移动");
	}
	
	public abstract void speak();//抽象方法，即没有方法体'{}'且被关键字abstract修饰的方法
}

二、抽象类的使用

既然抽象类无法直接实例化，那么该如何访问抽象类的非静态属性呢？答案是：当子类覆写父抽象类之中的全部抽象方法后（若没有全部覆写，则该子类也必须声明为抽象类），可通过实例化子类来间接的实例化父抽象类（调用父类构造方法），从而访问父抽象类中的非静态属性。如下示例展示了子类调用父抽象类构造方法的过程。

abstract class Animal {//定义一个抽象类

	public Animal() {
		System.out.println("Animal的构造方法");
	}
	
	public void move() {//普通方法，即有方法体'{}'的方法
		System.out.println("动物都会移动");
	}
	
	public abstract void speak();//抽象方法，即没有方法体'{}'且被关键字abstract修饰的方法
}

class Person extends Animal {//Person是抽象类Animal的子类，是一个普通类

	public Person() {
		System.out.println("Person的构造方法");
	}
	
	@Override
	public void speak() {//强制要求覆写
		System.out.println("人可以说话");
	}
}

public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Animal a = new Person();//在实例化子类的一个对象的同时也会实例化父抽象类
		a.move();
		a.speak();
	}
}

运行结果为：

Animal的构造方法
Person的构造方法
动物都会移动
人可以说话

此外，和普通类一样，顶级抽象类（外部抽象类）不能被private、protected和static关键字修饰，但内部抽象类可以被这些关键字修饰。同时，不管是顶级抽象类还是内部抽象类都不能被final关键字进行修饰（因为抽象类就是为了被继承而设计，若声明为final则表示不能被继承）。

三、接口的概念

在JAVA编程语言中，接口是一种抽象类型，以interface关键字来声明。接口没有构造方法，只包含常量和抽象方法，也就是说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），而方法则不能有方法体，并会被隐式地指定为public abstract方法（且只能是public abstract方法）。下面是接口定义的一个例子。

public interface DoorBell {//定义一个门铃接口

	double volume = 88.88;//会自动隐式的加上public static final，从而成为常量
	
	void ring();//不能有方法体，且会自动隐式的加上public abstract，从而成为抽象方法
}

四、接口的使用

接口的设计就是为了被子类实现或被其它接口继承，因此接口不能被final修饰。同时，private、protected和static关键字也不能修饰接口。子类可以实现多个接口，如下所示，首先我们增加一个Camera接口。

public interface Camera {//定义一个摄像头接口

	void film();
}

然后我们创建一个Door类来实现DoorBell和Camera接口。

public class Door implements DoorBell, Camera {//子类Door实现DoorBell和Camera两个接口

	@Override
	public void film() {//实现接口Camera的film()方法
		System.out.println("摄像功能");
	}

	@Override
	public void ring() {//实现接口DoorBell的ring()方法
		System.out.println("响铃功能");
	}
}

此外，接口可以继承多个接口。比如我们创建一个Attach接口来继承DoorBell和Camera接口，那么Attach接口将会继承DoorBell和Camera中的抽象方法。

public interface Attach extends Camera, DoorBell {//Attach接口继承Camera和 DoorBell两个接口
	
}

则原先Door类实现DoorBell和Camera两个接口就可以改为只实现Attach这个接口即可。

public class Door implements Attach {//子类Door实现Attach接口

	@Override
	public void film() {//实现接口Attach的film()方法
		System.out.println("摄像功能");
	}

	@Override
	public void ring() {//实现接口Attach的ring()方法
		System.out.println("响铃功能");
	}
}

五、抽象类与接口的区别

语言上的区别：

1、抽象类有构造方法，而接口没有构造方法

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、抽象类中可以包含普通方法，而接口中的方法只能是抽象方法

4、抽象类可以通过implements关键字继承接口，而接口不能继承抽象类

5、抽象类可以有静态代码块和静态方法，而接口中不能含有静态代码块以及静态方法

6、一个普通类只能继承一个抽象类，而一个普通类却可以实现多个接口

设计层面上的区别：

抽象类是对事物固有属性的一种抽象，而接口则是对附加行为的一种抽象。还是以Door（门）为例，所有的门都有形状和大小（面积），因此我们可以抽象出‘门’的共有属性（抽象类Property）：形状和大小。

public abstract class Property {//定义一个抽象类表示'门'的共有属性

	abstract void shape();//形状
	
	abstract double getArea();//面积大小
}

可是，如果客户要求一张门需要门铃和摄像头怎么办呢？我们不能简单地把门铃和摄像头的功能方法写进抽象类Property中，因为并不是所有的门都有门铃和摄像头。正确的做法就是如前面描述的一样，把门铃和摄像头功能定义为Attach接口，表示附加功能。那么一张符合客户需求的Door就可以表示为：

public class Door extends Property implements Attach {//子类Door继承Property抽象类并实现Attach接口

	@Override
	void shape() {//继承并重写抽象类Property中的shape()方法
		System.out.println("我是长方形");
	}

	@Override
	double getArea() {//继承并重写抽象类Property中的getArea()方法
		return 1.88;
	}
	
	@Override
	public void film() {//实现接口Attach的film()方法
		System.out.println("摄像功能");
	}

	@Override
	public void ring() {//实现接口Attach的ring()方法
		System.out.println("响铃功能");
	}
}