淺析Java抽象類與接口的區(qū)別

曾裕宗

摘要：抽象是Java語言的一種很重要的特性，可以通過兩種形式來體現(xiàn)：abstract class（抽象類） 和interface（接口）。兩者之間有很大的相似性，但也存在不一樣的地方，該文結(jié)合筆者多年Java開發(fā)和教學(xué)經(jīng)驗，先分別闡述抽象類、接口，接著剖析兩者之間的區(qū)別，然后給出一個案例來說明，最后做出總結(jié)。

關(guān)鍵詞：抽象類；接口；繼承；實現(xiàn)；區(qū)別

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）36-0202-02

抽象是任何一門面向?qū)ο缶幊陶Z言的一種相當(dāng)重要的特性，Java亦如此。Java OOP的抽象包含兩種：abstract class（抽象類） 和interface（接口）。從某種意義上講，正是因為有了這兩種抽象機制，Java才具備強大的 面向?qū)ο竽芰ΑＫ鼈儍烧咧g有很大的相似性，在編程的時候，有時可以相互替換實現(xiàn)，但肯定也存在不一樣的地方，否則Java就沒必要搞兩個概念機制了。本文結(jié)合筆者多年Java開發(fā)和教學(xué)經(jīng)驗，來剖析、闡述兩者之間的區(qū)別，試圖給眾多Java初學(xué)者提供一些借鑒和參考。

首先，我們來講抽象類。簡單來說，包含抽象方法的類就叫抽象類。這里所說的抽象方法，是指只有方法頭部，即方法名稱，但沒有最重要的方法實現(xiàn)的語句體，其定義格式為：

從定義中，我們看出：抽象類所包含的方法，可以是抽象方法，也可以是普通的實現(xiàn)方法，另外，抽象類也可以擁有成員變量（屬性）。當(dāng)然，它跟普通類還是有以下的區(qū)別：

1） 抽象類，其修飾符必須為public或者protected，不能是private，因為創(chuàng)建抽象類，就是要被其他類繼承，用private修飾了，則不能被子類繼承，子類便無法實現(xiàn)該方法。

2） 抽象類不能用來創(chuàng)建對象，即抽象類不能被直接實例化，要通過其普通子類進(jìn)行實例化。

3） 如果一個普通子類繼承于一個抽象父類，則該類一定要重寫實現(xiàn)該父類的抽象方法。如果該子類仍然是一個抽象類，這也是允許的，就不必重寫實現(xiàn)該父類的抽象方法，但必須用abstract修飾。

接著，我們來講接口。接口，也可以認(rèn)為是一種特殊的抽象類，當(dāng)然，它本質(zhì)上不是類，它是一些方法特征的集合，但不可以有方法的實現(xiàn)。接口全部是由全局變量和公共的抽象方法組成，接口中的所有方法都是抽象方法，而且其修飾符必須是public類型，其定義格式為：

從定義中，我們看出：接口可以有全局成員變量，是一種超級抽象的類型，它比抽象類更加“抽象”。顯然，我們不能直接通過接口來創(chuàng)建對象，而是要創(chuàng)建普通類，先實現(xiàn)接口，再通過普通類來創(chuàng)建對象，其語法定義：

從定義中，我們看出：普通類可以實現(xiàn)多個接口，再就是，如果是普通類實現(xiàn)接口，那么必須重寫實現(xiàn)接口中的所有方法；如果實現(xiàn)接口的還是抽象類，則可以不必重寫實現(xiàn)接口中的所有方法，還可以有自己的方法。

講完了抽象類和接口，我們重點來論述兩者之間的區(qū)別，總體來說，有兩大方面的區(qū)別：

1 定義的語法不同

從定義中，我們看出：兩者的關(guān)鍵詞不同，抽象類是abstract class，而接口是Interface；抽象類可以有成員變量數(shù)據(jù)，也可以具有非抽象方法，但是接口則不同，它方法外只能定義的是常量（一般情況下不定義），而且它所有的方法都必須是抽象的。可以這么理解，接口是特殊的抽象類。子類只能繼承一個父類或抽象類，但是它卻可以實現(xiàn)多個接口，這叫子類的單繼承、多實現(xiàn)。

2 設(shè)計理念層次不一樣

1） 抽象級別不一樣，抽象類是對整體類的抽象，包含屬性和方法；而接口是對其中方法的抽象，即一般只是對其方法進(jìn)行抽象。

2） 實現(xiàn)類的范圍不同，抽象類，其實是從子類中提取共性部分，然后抽象出來，反之，子類繼承該父類就可以了，也就是說里面的抽象方法一般來自同一個類別，而接口卻可以跨越不同的類，實現(xiàn)它的子類可以不存在任何關(guān)系和共同之處，即接口中定義的抽象方法，在被不同的普通類實現(xiàn)時，即重寫其抽象方法時，可以具有完全不同的行為，即語句體可以完全不同。舉個例子，老虎、牛這些動物，來自同一類別，可以抽象成一個動物類，都有睡的行為；鳥、飛機都能飛，可以有Fly接口，但是，顯然它們是沒有共同父類的？所以，只能用接口寫。也就是說，抽象類反映的是一種繼承關(guān)系，父類和子類之間必須存在"is-a" 關(guān)系，而接口則不同，其同樣的方法，在不同的地方，可以實現(xiàn)完全不一樣的行為，體現(xiàn)的是"like-a"關(guān)系。

3） 設(shè)計方式不同，抽象類是要先有子類，然后才抽象出父類，是一種從下往上的構(gòu)建法則；而接口不需要先有子類，它只需要定義一些抽象方法就行。比如前面提到的例子，假如我們只有一個老虎類，你肯定不能馬上抽象成一個動物類，最起碼還要有牛類，然后才可以找它們的共同點，形成一個動物抽象類，它是倒過來實現(xiàn)的。但是接口不一樣，比如前面提到的飛，我們只需要事前定義好飛的行為接口，其后面的實現(xiàn)不管它，可以有完全不同的行為，也就是說，接口是從上向下設(shè)計出來的。

問題來了，假如再增加一個fly（ ）的功能，該怎么實現(xiàn)？

可以這么解決，將這個方法，連同之前的兩個方法，一起放在抽象類里，但這樣做有個問題，繼承于這個抽象類的子類都帶上了fly（ ）行為，但現(xiàn)實中，有些動物是不會飛的；也可以將這三個方法都放在接口里，但這樣一來，有些只有飛功能的類就又不得不去實現(xiàn)這個接口中的eat（ ）和sleep（ ）方法，比如飛機，它沒有eat（ ）和sleep（ ）方法。所以，這個解決辦法不妥，最合理的解決方案是，應(yīng)該將飛創(chuàng)建為一個接口，具有fly（）行為，而把Animal創(chuàng)建為一個抽象類，它具有eat和sleep兩種方法。最后，創(chuàng)建一個類繼承Animal抽象類和實現(xiàn)Fly接口，這樣問題就科學(xué)的解決了，改進(jìn)后的代碼如下：

綜上所述，Java抽象類與接口的區(qū)別，主要有以下5個方面：

1） 抽象類是特殊的類，它只能被繼承一次，而接口可以被多次實現(xiàn)，這就是單繼承、多實現(xiàn)。

2） 在抽象類中，其方法可以是抽象方法，也可以是實現(xiàn)方法，可以有全局成員變量；接口只能有抽象方法，只能有常量，且一般情況下不定義它。

3） 抽象類與接口，它們的設(shè)計理念不同。抽象類反映的是"is-a"關(guān)系，接口反映的是"like-a"關(guān)系。

4） 接口中定義的變量是public static final 型，且一定要賦初始值，它相當(dāng)于一個常量，故實現(xiàn)類中不能再次定義，也就不能改變它的值。

5） 抽象類中定義的變量是普通的，它就是一個真正的變量，它的值可以在子類中再次定義，也可以重新賦值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐紅.java程序設(shè)計.高等教育出版社，2013.

[2] 廖大強.面向多目標(biāo)的云計算資源調(diào)度算法，計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2016，25（2）：180-189.