Java 抽象類別與介面

Java 抽象類別

我們父類別設定了一些方法，設定的主要目的是讓子類別繼承父類別去覆寫那些方法，來展示不同的結果。換句話說，我們不關心父類別方法裡的具體實現，反正會被子類別的方法覆寫，那麼我們就可以讓父類別更抽像一下，抽像到只有方法的聲明，而沒有方法體。我們管這種方法叫做抽象方法，管包含抽象方法的類別叫做抽象類別。

抽象類別的特徵

抽象類別裡只要含有一個或一個以上的抽象方法就是抽象類，但如果一個抽象方法都沒有，那麼這個抽象類別也沒有建立的意義。抽象方法是具有以下格式的方法

[public] abstract 返回類型方法名(參數列表); 
抽象方法是沒有方法體的，所以方法名寫完就會加;表示方法聲明結束，抽像法方法體用abstract修飾，表示這是一個抽象的方法，存取修飾符只能用public或protected，或是預設存取權限，就是不能用private,因為根本無法去繼承 
同樣，抽象類別的格式如下：

[public] abstract class 类名{
    [public] abstract 返回类型 方法名(参数列表);
}

抽象類別的是前面加abstract修飾，表示這個是抽象類，存取修飾符只能用public或是protected，或是預設存取權限，不能用private的原因跟上面一樣。 
抽象類別創造的意義是將方法的宣告與方法的實作分隔開，從而實現多態。那麼他就具有如下的特點：

抽象類別不能被實例化，也就是說不能直接創建一個抽象類別的對象，但抽象類別是可以有建構函數的，如果是有參構造函數，則子類別要去顯示調用它。
抽象類別是用來被繼承的，方法是要被覆寫的，如果子類別繼承了抽象的父類，則需要覆寫父類別的抽象方法，如果沒有覆寫，則子類別必須也要定義為抽象類別。 
abstract是不能與private static,final 修飾符一起使用來修飾方法。

這裡我們解釋一下第三點，abstract不能與private一起用，因為private修飾的方法和類，都是無法再類之外被訪問到。也就沒有繼承的可能性。 abstract不能和static一起用，是因為abstract的作用是實現多態性，而實現多態則依賴繼承和覆寫。 static修飾的方法雖能被子類別所繼承，但是我們修改了繼承後的方法時，這個就不能算作是覆寫，而是父類的方法被隱藏掉了，只有通過父類名.方法名的形式顯示呼叫它，這個實作不了多態。從另一個角度來看，靜態的方法是編譯的時候就確定了，無法實現後期綁定，也就不存在運行時在決定方法呼叫的可能。所以static修飾的方法是可以繼承，但無法實現多態，自然就不能跟abstract一起使用。 
abstract不能和final一起使用的原因和上面一樣，final修飾的方法無法被繼承，自然也談不上多態，所以abstract無法和final一起用。

抽象類別舉例

我們把上文多態的例子，繼續修改，抽象化。我們把Animal的程式碼改成如下樣子。

public abstract class Animal {    
  abstract void run();
}

我們Dog,Cat類別的程式碼不需要改變。

public class Dog extends Animal{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("狗在奔跑");
    }
}public class Cat extends Animal{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("猫在奔跑");
    }
}

其他Print類，和Test類的程式碼也保持不變，程式碼如下：

public class Print {    
    public void print(Animal animal) {
        animal.run();
    }
}
public class Test {    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog();
        Animal cat = new Cat();        
        new Print().print(dog);        
        new Print().print(cat);
    }
}

我們可以看出抽象類和之前普通類，在其他地方的改動基本上是沒有的，只是將方法變得抽象，意義上更加明確。

抽象總結

創建抽象類別和抽象方法是很有意義的，他能讓我們設計類別的時候使類別的含義更加明確，透過抽象的思想，讓類別變得更加通用，聲明一系列的方法來告訴使用者打算怎麼去使用它。

Java 介面

介面可以看出一種協議，一種要求，我們繼承他來知道我們可以做什麼，具體怎麼做則取決與我們。例如KFC就是一個接口，我們一看他就知道裡面有買漢堡，炸雞，可樂，但是具體的味道和服務又會根據不同的店，有不同的樣子，這就是接口的意義。所以我們這裡也可以看出介面裡的方法也應該是抽象的。

介面的特點

Java中介面的寫法如下：

[public] interface InterfaceName {
         成员变量
         方法声明
}

介面區別於類，他不是用class來修飾，他用特定的interface關鍵字，存取修飾符與class一致，可以用public或缺省。裡面只有抽象方法和成員變數兩種內容。成員變數會預設加入public static final意為成員變數歸類所有，存取權限是最大的，但是不能別繼承和修改。這也看出介面是因為不能被實例化，才會這樣約定的，介面的成員變數不允許為空，在定義的時候就要賦值給他。 而介面的方法則預設為抽象方法，預設加入public abstract和抽象方法一樣，只能寫方法宣告。 
不同於我們用extends去繼承一個類別，我們用implements 來表示實作這個介面。

class ClassName implements Interface1{
}

介面作為一個特殊的存在，是有一些他的獨特的地方的。

一个类是可以实现多个接口的，这在一定程度上实现了Java的多继承。
接口是不能被实例化，不同于抽象类，接口的内部只能由成员变量和抽象方法，是不可以存在静态变量块，以及构造器的。
我们是可以声明一个接口类型的变量，但是只能引用一个实现了这个接口的类。
同抽象方法，实现了接口的类必须实现接口的所有方法，否则就会变成抽象类。
接口举例

看过抽象的例子，我们可能想，我们把Animal从抽象换成接口，不就实现了一个接口的例子嘛，其他地方基本也不用去改动。但这显然是错的。我们并不能去说Animal是一个接口，我们上面说了，接口是一种协议，规定我们能做什么，而不是一个事物的抽象。从这里我们也能看出接口和抽象的不同，抽象更多的是一种重构而产生的东西，我们先有dog,cat类，然后才会把他们共性的东西提取出来，放到一个更通用，更抽象的父类Animal中，而我们发现Animal不需要管run方法是怎么实现的，所以我们将run方法设定为抽象的方法，从而将Animal类设为抽象类，等待去=继承者来实现run。这是一种从下而上的设计思想。但是接口不是，接口一开始就是设定好的，我们根据设定好的接口从上往下去写。接口先规定好了有什么方法，然后我们再去具体实现他。这是一种从上而下的设计思想。
所以，我们不能将Animal设为接口，但是我们可以将Print设为接口，他规定我们有一个print()方法，代码如下：

public interface Print {    
  void print(Object obj);
}

那我们就可以写一个新的类去实现这个Print接口。代码如下：

public class SimplePrint implements Print{
    @Override
    public void print(Object obj) {
        ((Animal)obj).run();
    }
}

除了Test类以外，其他地方都不需要改变。我们Test类代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog();
        Animal cat = new Cat();        
        Print print = new SimplePrint();        
        print.print(dog);        
        print.print(cat);
    }
}

接口总结

接口和抽象虽然都是通过抽象的方法来提供我们实现多态的方式，但是他们却是两个不同的设计思想。这里关于接口的讲解比较简单，关于接口自身的继承，接口内部包含其他接口，以及利用接口来实现回调等等留在以后的文章专门来说。这里主要是通过对比来了解抽象和接口。