Java 인터페이스와 추상 클래스, 그리고 둘 사이의 차이점

객체 지향 프로그래밍의 경우 추상화는 주요 기능 중 하나입니다. Java에서 OOP 추상화는 인터페이스와 추상 클래스라는 두 가지 형태로 구현될 수 있습니다. 둘은 공통점도 많고 차이점도 너무 많습니다. 많은 사람들은 처음 배울 때 서로 바꿔서 사용할 수 있다고 생각하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 오늘은 Java의 인터페이스와 추상 클래스에 대해 알아 보겠습니다. 다음은 이 글의 목차 개요입니다.

1. 추상 클래스

2. 인터페이스

3. 추상 클래스와 인터페이스의 차이점

불규칙한 점이 있으면 양해해 주시고 비판을 환영합니다. 수정했습니다. 정말 감사합니다.

1. 추상 클래스

추상 클래스를 이해하기 전에 먼저 추상 메소드를 이해해 봅시다. 추상 메서드는 특별한 종류의 메서드입니다. 선언만 있고 구체적인 구현은 없습니다. 추상 메서드의 선언 형식은 다음과 같습니다.

<code class="language-java hljs"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">abstract</span> <span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">fun</span><span class="hljs-params">()</span></span>;</code>

추상 메서드는 abstract 키워드로 수정해야 합니다. 클래스에 추상 메소드가 포함된 경우 해당 클래스를 추상 클래스라고 합니다. 추상 클래스는 클래스 앞에 abstract 키워드를 사용하여 수정해야 합니다. 추상 클래스에는 구체적인 구현이 없는 메서드가 포함되어 있으므로 추상 클래스를 사용하여 개체를 만들 수 없습니다.

주의할 문제가 있습니다. 책 "Java 프로그래밍 사고"에서는 추상 클래스를 "추상 메소드를 포함하는 클래스"로 정의했지만 나중에 밝혀진 바에 따르면 클래스에 추상 메소드가 포함되어 있지 않고 방금 abstract로 수정되었습니다. 또한 추상 클래스이기도 합니다. 즉, 추상 클래스에는 반드시 추상 메소드가 포함될 필요는 없습니다. 개인적으로 저는 이것이 까다로운 질문이라고 생각합니다. 왜냐하면 추상 클래스에 추상 메소드가 포함되어 있지 않다면 왜 추상 클래스로 설계해야 합니까? 그럼 지금은 이유를 설명하지 않고 이 개념을 기억해 봅시다.

<ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-line">[<span class="hljs-keyword">public</span>] <span class="hljs-keyword">abstract</span> <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">ClassName</span> </span>{</p></li><li><p class="hljs-ln-line"><span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">abstract</span> <span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">fun</span><span class="hljs-params">()</span></span>;</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span></p></li></ol>

여기에서 추상 클래스가 상속을 위해 존재한다는 것을 알 수 있습니다. 추상 클래스를 정의했지만 상속하지 않으면 이 추상 클래스를 아무 작업에도 사용할 수 없기 때문에 헛된 것입니다. 부모 클래스의 경우 해당 메서드 중 하나가 부모 클래스에서 구현될 때 의미가 없고 하위 클래스의 실제 요구에 따라 다르게 구현되어야 하는 경우 이 메서드를 이때 추상 메서드로 선언할 수 있습니다. 클래스도 추상 클래스가 됩니다.

추상 메서드를 포함하는 클래스를 추상 클래스라고 하지만, 추상 클래스가 추상 메서드만 가질 수 있다는 의미는 아닙니다. 일반 클래스와 마찬가지로 멤버 변수와 일반 멤버 메서드도 가질 수 있습니다. 추상 클래스와 일반 클래스 사이에는 세 가지 주요 차이점이 있습니다.

1) 추상 메서드는 공개 또는 보호되어야 합니다(비공개인 경우 하위 클래스에서 상속될 수 없고 하위 클래스는 기본적으로 이 메서드를 구현할 수 없기 때문입니다). 방법은 공개입니다.

2) 추상 클래스를 사용하여 객체를 생성할 수 없습니다.

3) 클래스가 추상 클래스에서 상속되는 경우 하위 클래스는 상위 클래스의 추상 메서드를 구현해야 합니다. 하위 클래스가 상위 클래스의 추상 메소드를 구현하지 않는 경우 하위 클래스도 추상 클래스로 정의되어야 합니다.

다른 측면에서는 추상 클래스와 일반 클래스 사이에 차이가 없습니다.

2. 인터페이스

소프트웨어 공학에서 영어로 인터페이스(Interface)라고 불리는 인터페이스는 일반적으로 다른 사람이 호출하는 메소드나 기능을 의미합니다. 여기서 우리는 행동의 추상화라는 자바 언어 디자이너의 원래 의도를 깨달을 수 있다. Java에서 인터페이스를 정의하는 형식은 다음과 같습니다.

<ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-numbers">[public] interface InterfaceName {</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span></p></li></ol>

인터페이스에는 변수와 메소드가 포함될 수 있습니다. 그러나 인터페이스의 변수는 암시적으로 public static final 변수로 지정되며(public static final 변수만 될 수 있습니다. private으로 수정하면 컴파일 오류가 보고됩니다) 메서드는 암시적으로 public abstract로 지정됩니다. 그리고 이는 공용 추상 메소드만 될 수 있으며(private, protected, static, final 등과 같은 다른 키워드를 사용한 수정은 컴파일 오류를 보고함) 인터페이스의 모든 메소드는 특정 구현을 가질 수 없습니다. 즉, 인터페이스의 메서드는 모두 추상 메서드여야 합니다. 여기에서 인터페이스와 추상 클래스의 차이점을 모호하게 볼 수 있습니다. 인터페이스는 추상 클래스보다 더 "추상적"이며 일반적으로 인터페이스에 정의되지 않습니다.

클래스가 특정 인터페이스 집합을 따르도록 하려면 Implements 키워드를 사용해야 합니다. 구체적인 형식은 다음과 같습니다.

<ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-numbers">class ClassName implements Interface1,Interface2,[....]{</p></li><li><p class="hljs-ln-line">}</p></li></ol>

클래스가 여러 특정 인터페이스를 따를 수 있음을 알 수 있습니다. 추상이 아닌 클래스가 인터페이스를 준수하는 경우 인터페이스의 모든 메서드를 구현해야 합니다. 인터페이스를 따르는 추상 클래스의 경우 인터페이스에서 추상 메서드를 구현할 필요가 없습니다.

3. 추상 클래스와 인터페이스의 차이점

1. 구문 수준의 차이점

1) 추상 클래스는 멤버 메서드의 구현 세부 정보를 제공할 수 있지만 인터페이스에는 공용 추상 메서드만 존재할 수 있습니다. 클래스 인터페이스의 멤버 변수는 다양한 유형일 수 있지만 인터페이스의 멤버 변수는 공개 정적 최종 유형만 가능합니다.

3) 인터페이스는 정적 코드 블록과 정적 메서드를 포함할 수 없지만 추상 클래스는 정적을 가질 수 있습니다. 코드 블록 및 정적 메서드

4) 클래스는 하나의 추상 클래스만 상속할 수 있지만 클래스는 여러 인터페이스를 구현할 수 있습니다.

2. 디자인 수준의 차이

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：

<ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-numbers">abstract class Door {</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers">public abstract void open();<br/></p><p class="hljs-ln-line hljs-ln-n"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">public</span> <span class="hljs-keyword">abstract</span> <span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">close</span><span class="hljs-params">()</span></span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">;</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span></p></li></ol>

或者：

<ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-numbers">interface Door {</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers">public abstract void open();</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers">public abstract void close();<br/></p><p class="hljs-ln-line hljs-ln-n"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span></p></li></ol>

但是现在如果我们需要门具有报警alarm( )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。

<code class="language-java hljs"></code><ol class="hljs-ln list-paddingleft-2"><li><p class="hljs-ln-numbers">interface Alram {</p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">alarm</span><span class="hljs-params">()</span></span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">;</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}<br/></span></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><br/></span><span class="hljs-keyword" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">abstract</span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"> </span><span class="hljs-class" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">Door</span> </span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">{</span></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">open</span><span class="hljs-params">()</span></span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">;</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">close</span><span class="hljs-params">()</span></span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">;</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span><br/></p><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-class" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">AlarmDoor</span> <span class="hljs-keyword">extends</span> <span class="hljs-title">Door</span> <span class="hljs-keyword">implements</span> <span class="hljs-title">Alarm</span> </span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">{</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><br/></p><p class="hljs-ln-line hljs-ln-n"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">oepn</span><span class="hljs-params">()</span> </span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">{</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">//....</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">close</span><span class="hljs-params">()</span> </span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">{</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">//....</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span class="hljs-function" style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;"><span class="hljs-keyword">void</span> <span class="hljs-title">alarm</span><span class="hljs-params">()</span> </span><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">{</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">//....</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span><br/></p></li><li><p class="hljs-ln-numbers"><span style="font-family: "Microsoft Yahei", "Hiragino Sans GB", Helvetica, "Helvetica Neue", 微软雅黑, Tahoma, Arial, sans-serif;">}</span></p></li></ol>

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