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Java中抽象类和接口的区别

2012-08-14 09:20 169 查看

JAVA中的抽象类与接口的区别。

 
首先,我们来看一下抽象类的概念,java编程思想中说“万物皆对象”,我们知道所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。抽象类是表征我们对问题领域进行分析、设计中得出的抽象概念,是对一系列看上去不同,但是本质上相同的具体概念的抽象。好比,我们都知道三角形是一个形状,世界上有三角形这样具体的东西,但是确没有形状这样具体的东西,我们要描述这个形状的概念就要用到抽象类。因此在java中抽象类是不允许被实例化的。

在面向对象领域,抽象类主要用来进行类型隐藏。那什么是类型隐藏呢?我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述,但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类,而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。好比,动物是一个抽象类,人、猴子、老虎就是具体实现的派生类,我们就可以用动物类型来隐藏人、猴子和老虎的类型。

再来看一下接口,接口是什么呢?Java中的接口是一系列方法的声明,是一些方法特征的集合,一个接口只有方法的特征没有方法的实现,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为(功能)。接口是一种特殊形式的抽象类。

抽象类和接口有很大的区别,首先,抽象类在Java语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系。但是,一个类却可以实现多个接口。也许,这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。

其次,在抽象类的定义中,我们可以赋予方法的默认行为。但是在接口的定义中,方法却不能拥有默认行为,为了绕过这个限制,必须使用委托,但是这会 增加一些复杂性,有时会造成很大的麻烦。

已经提到过,抽象类在Java语言中体现了一种继承关系,要想使得继承关系合理,父类和派生类之间必须存在”is a”关系,即父类和派生类在概念本质上应该是相同的。对于接口来说则不然,并不要求接口的实现者和接口定义在概念本质上是一致的,仅仅是实现了接口定义的契约而已。接口表示的是”like a”关系。

使用抽象类来定义允许多个实现的类型,比使用接口有一个明显的优势:抽象类的演化比接口的演化要容易的多。在后续的发行版中,如果希望在抽象类中增加一个方法,只增加一个默认的合理的实现即可,抽象类的所有实现都自动提供了这个新的方法。对于接口,这是行不通的。虽然可以在骨架实现类中增加一方法的实现来解决部分问题,但这不能解决不从骨架实现类继承的接口实现的问题。由此,设计公有的接口要非常谨慎,一旦一个接口被公开且被广泛实现,对它进行修改将是不可能的。

所以,使用接口还是抽象类,取决于我们对问题的概念的本质理解和设计的意图。
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        类描述了一个实体,包括实体的状态,也包括实体可能发出的动作。

  接口定义了一个实体可能发出的动作。但是只是定义了这些动作的原型,没有实现,也没有任何状态信息。

  所以接口有点象一个规范、一个协议,是一个抽象的概念;而类则是实现了这个协议,满足了这个规范的具体实体,是一个具体的概念。

  从程序角度,简单理解,接口就是函数声明,类就是函数实现。需要注意的是同一个声明可能有很多种实现。 

  1、接口中定义类方法的原型,但是不能说是空方法,因为空方法的意思是有实现体,只不过实现体是空操作。实际上接口没有定义任何实现体。具体的实现体都是在实现接口的类中,接口只是定义了这些方法的调用方式。

  你当然也可以不用接口,直接在类里面写方法,但是如果你的一组方法需要在很多类里实现,那么把它们抽象出来,做成一个接口规范,不是更好么?

  2、一个类描述了一个实体,这个实体可能是一个复杂的对象,它的动作很多,如果把这些动作分类,用接口a定义其中的某一组动作,接口b定义其中的另外一组动作,这样的结构,比较清楚。

  这种方式具备了多继承的优点,避免了多继承的缺陷。实际上在历史上,接口在很大程度上,是为了解决多继承带来的种种问题而设计出来的。

  3、包中那些已定义的接口,怎么知道那里面定义了什么方法。

  接口里定义了方法的输入输出,这些都是协议,具体的实现都在每个类中。对于很多只需要抽象接口的地方,不需要知道具体的类是什么,只要这个类实现了这个接口就可以了。
 
当然,以上只是对接口的初步认识,在对面向对象程序设计有更深入的认识以后,会发现接口有更广泛的用途。
 
另外,抽象类不能被实例化,也就是说,不能创建抽象类的任何对象。必须创建抽象类的子类,然后再创建子类的对象。一个接口可以继承多个接口,一个类可以实现多个接口。
 

1、Java接口和Java抽象类最大的一个区别,就在于Java抽象类可以提供某些方法的部分实现,而Java接口不可以,这大概就是Java抽象类唯一的优点吧,但这个优点非常有用。

如 果向一个抽象类里加入一个新的具体方法时,那么它所有的子类都一下子都得到了这个新方法,而Java接口做不到这一点,如果向一个Java接口里加入一个 新方法,所有实现这个接口的类就无法成功通过编译了,因为你必须让每一个类都再实现这个方法才行,这显然是Java接口的缺点。

2、一个抽象类的实现只能由这个抽象类的子类给出,也就是说,这个实现处在抽象类所定义出的继承的等级结构中,而由于Java语言的单继承性,所以抽象类作为类型定义工具的效能大打折扣。

在这一点上,Java接口的优势就出来了,任何一个实现了一个Java接口所规定的方法的类都可以具有这个接口的类型,而一个类可以实现任意多个Java接口,从而这个类就有了多种类型。

3、从第2点不难看出,Java接口是定义混合类型的理想工具,混合类表明一个类不仅仅具有某个主类型的行为,而且具有其他的次要行为。

4、结合1、2点中抽象类和Java接口的各自优势,具精典的设计模式就出来了:声明类型的工作仍然由Java接口承担,但是同时给出一个Java 抽象类,且实现了这个接口,而其他同属于这个抽象类型的具体类可以选择实现这个Java接口,也可以选择继承这个抽象类,也就是说在层次结构中,Java 接口在最上面,然后紧跟着抽象类,哈,这下两个的最大优点都能发挥到极至了。这个模式就是“缺省适配模式”。

在Java语言API中用了这种模式,而且全都遵循一定的命名规范:Abstract +接口名。

Java接口和Java抽象类的存在就是为了用于具体类的实现和继承的,如果你准备写一个具体类去继承另一个具体类的话,那你的设计就有很大问题了。Java抽象类就是为了继承而存在的,它的抽象方法就是为了强制子类必须去实现的。
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