Java面向对象——抽象类与接口

1、抽象类和抽象方法

  • 抽象类和抽象方法都使用关键字:abstract修饰

    抽象类写法:
    [修饰符] abstract class 类名{
    ...
    }
    抽象方法写法:
    public abstract void 方法名();
    注意:
    方法修饰符不能为private,默认是public

  • 使用规则:

    1)抽象方法没有方法体,直接分号结尾,主要给子类进行重写
    2)抽象方法必须定义在抽象类里,即:抽象方法所在的类必须是抽象类,但是抽象类可以没有抽象方法
    3)子类继承抽象类,抽象方法必须在子类中被实现,除非子类是抽象类
    4)没有抽象构造方法,也没有抽象静态方法(语法冲突:抽象类是不能实例化的,即不能被[分配内存],而static修饰的方法在类实例化之前就已经别分配了内存,这样一来矛盾就出现了:抽象类不能被[分配内存],而static方法必须被[分配内存]。所以抽象类中不能有静态的抽象方法。定义抽象方法的目的是重写此方法,但如果定义成静态方法就不能被重写。
    )
    5)抽象类中可以有普通构造方法,创建子类的实例时可能调用,也可以有普通方法
    6)抽象类不能创建实例,因为可能包含抽象方法
    7)抽象类可以作为类型使用,指向子类的实例,调用其抽象方法实际是子类重写的方法

2、什么是接口

接口(英文:Interface),是JAVA中是一个抽象类型,是抽象方法的集合,接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。
接口并不是类,跟类属于不同的概念:类描述对象的属性和方法。接口则包含要实现的方法(能力)。
一个类实现接口,除非是抽象类,否则该类要实现接口中的所有方法,否则编译不通过

3、语法

使用interface关键字,代表定义的为接口
语法:
[修饰符] interface 接口名称 [extends 父接口名,可以多个,逗号分隔] {
[public] [static] [final] 常量; //全局常量
[public] [abstract] 方法;  //抽象方法
}

4、特性

1)接口不可以被实例化,常作为类型使用
2)实现类必须实现接口的所有方法
3)实现类可以实现多个接口,implements、多个接口以逗号分隔
4)接口中的变量都是静态常量-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)
5)接口中的方法都是公共public,抽象的abstract,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)所以一般都不需要再声明,写了也不会报错,但是代码检查会提示多余
6)注意:接口是java中解决多继承的有效手段

5、接口的使用

  • 以usb接口为例:
    定义接口
        /**
         * USB接口。
         */
        public interface UsbInterface {
            /**
             * USB接口提供服务。
             */
            void service();
        }

    定义U盘实现接口
        /**
         * U盘。
         */
        public class UDisk implements UsbInterface {
            public void service() {
                System.out.println("连接USB接口,进行数据传输。");
            }
        }

    定义Usb风扇:  
        /**
         * USB风扇。
         */
        public class UShan implements UsbInterface{
            public void service() {
                System.out.println("连接usb接口,通电,风扇开始转起来。");
            }
        } 

6、接口代表一种能力

能力体现在不同的方法上,它关心的是实现类实现的接口能力,但是不关心具体的实现细节
接口体现的是一种规范和实现分离的设计哲学,充分利用接口可以极好地降低程序各模块之间的耦合,从而提高系统的可扩展性和可维护性

接口是一种能力
接口有比抽象类更好的特性:可以被多继承、设计和实现完全分离、更自然的使用多态、更容易搭建程序框架、更容易更换实现

接口是一种约定
我们知道了这个约定,直接使用就可以,而不需要关心它是如何实现的,一般我们定义接口名要根据功能来直译,然后添加详细的方法注释,这样我们看到接口就知道自己要用的方法

7、抽象类和接口的异同

  • 相同点:

    代表系统的抽象层,都不能被实例化,都能包含抽象方法-用于描述系统提供的服务,不必提供具体实

  • 不同点:

    抽象类和接口区别-抽象方法只能存在于抽象类或者接口中,但抽象类中却能存在非抽象方法,即有方法体的方法。接口是百分之百的抽象类

  • 语法层面上的区别

    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。

  • 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
    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(只需要改模板即可)。而接口是一种行为规范,它是一种辐射式设计(接口一旦修改,所有实现类都要修改)

8、抽象类和接口的使用原则

接口做系统与外界交互的窗口-接口提供服务,接口本身一旦制定,就不允许随意修改
抽象类可完成部分功能实现,还有部分功能可作为系统的扩展点

9、面向对象设计原则

1)多用组合,少用继承
继承会继承父类的内容,有些我们不需要的内容也会继承过来,但是组合不会,使用组合就可以按照需要调用,只有真正存在is a的关系才选择使用继承,否则使用组合

2)针对扩展开放,针对改变(修改)关闭
针对扩展开发:就是需求变动,需要增加功能,少修改原有已经实现的功能模块代码,而是新建模块进行扩展,一般我们修改已经实现的代码基本会是代码有bug,
针对修改关闭:就是要把核心的,共性的,不会被修改的内容抽离,直接使用,不会动这部分的代码

3)针对接口编程-合理、高效使用接口

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