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Java中介面與抽象類別的詳解

黄舟
發布: 2017-09-19 09:50:51
原創
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這篇文章主要介紹了Java的介面和抽象類別深入理解的相關資料,希望透過本文大家能夠理解應用介面與抽象類別的使用方法,需要的朋友可以參考下

#Java的介面和抽象類別深入理解

對於物件導向程式設計來說,抽像是它的一大特徵之一。在Java中,可以透過兩種形式來體現OOP的抽象:介面和抽象類別。這兩者有太多相似的地方,又有太多不同的地方。很多人在初學的時候會以為它們可以隨意互換使用,但實際上則不然。今天我們就一起來學習Java中的介面和抽象類別。

一.抽象類別

在了解抽象類別之前,先來了解抽象方法。抽象方法是一種特殊的方法:它只有聲明,而沒有具體的實作。抽象方法的宣告格式為:

abstract void fun();
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抽象方法必須用abstract關鍵字進行修飾。如果一個類別含有抽象方法,則稱這個類別為抽象類別,抽象類別必須在類別前用abstract關鍵字修飾。因為抽象類別中含有無具體實作的方法,所以不能用抽象類別建立物件。

下面要注意一個問題:在《JAVA程式設計思想》一書中,將抽象類別定義為“包含抽象方法的類別”,但是後面發現如果一個類別不包含抽象方法,只是用abstract修飾的話也是抽象類別。也就是說抽象類別不一定必須含有抽象方法。個人覺得這個屬於鑽牛角尖的問題吧,因為如果一個抽象類別不包含任何抽象方法,為何還要設計為抽象類別?所以暫且記住這個概念吧,不必去深究為什麼。

[public] abstract class ClassName {
  abstract void fun();
}
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從這裡可以看出,抽象類別就是為了繼承而存在的,如果你定義了一個抽象類,卻不去繼承它,那麼等於白白創造了這個抽象類,因為你不能用它來做任何事。對於一個父類,如果它的某個方法在父類中實現出來沒有任何意義,必鬚根據子類的實際需求來進行不同的實現,那麼就可以將這個方法聲明為abstract方法,此時這個類也就成為abstract類別了。

包含抽象方法的類別稱為抽象類,但不表示抽象類別中只能有抽象方法,它和普通類別一樣,同樣可以擁有成員變數和普通的成員方法。請注意,抽象類別和普通類別的主要有三點區別:

1)抽象方法必須為public或protected(因為如果為private,則不能被子類別繼承,子類別便無法實作該方法),缺省情況下預設為public。

2)抽象類別不能用來建立物件;

3) 如果一個類別繼承於一個抽象類,則子類別必須實作父類別的抽象方法。如果子類別沒有實作父類別的抽象方法,則必須將子類別也定義為為abstract類別。

在其他方面,抽象類別和普通的類別並沒有區別。

二.接口

接口,英文稱為interface,在軟體工程中,介面泛指供別人呼叫的方法或函數。從這裡,我們可以體會到Java語言設計者的初衷,它是對行為的抽象。在Java中,定一個介面的形式如下:

[public] interface InterfaceName {

}
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#介面中可以含有 變數和方法。但要注意,介面中的變數會被隱式地指定為public static final變數(並且只能是public static final變量,用private修飾會報編譯錯誤),而方法會隱式地指定為public abstract方法且只能是public abstract方法(用其他關鍵字,例如private、protected、static、 final等修飾會報編譯錯誤),且介面中所有的方法不能有具體的實現,也就是說,介面中的方法必須都是抽象方法。從這裡可以隱約看出介面和抽象類別的區別,介面是一種極度抽象的類型,它比抽象類別更“抽象”,並且在一般情況下不在介面中定義變數。

要讓一個類別遵循某組特地的介面需要使用implements關鍵字,具體格式如下:

class ClassName implements Interface1,Interface2,[....]{
}
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#可以看出,允許一個類別遵循多個特定的介面。如果一個非抽象類別遵循了某個接口,就必須實作該接口中的所有方法。對於遵循某個介面的抽象類,可以不實作該介面中的抽象方法。

三.抽象類別和介面的區別

1.語法層面上的差異

1)抽象類別可以提供成員方法的實作細節,而介面中只能存在public abstract 方法;
2)抽象類別中的成員變數可以是各種類型的,而介面中的成員變數只能是public static final類型的;
3)介面中不能含有靜態程式碼區塊以及靜態方法,而抽象類別可以有靜態程式碼區塊和靜態方法;
4)一個類別只能繼承一個抽象類別,而一個類別卻可以實作多個介面。

2.設計層面上的差異

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:

abstract class Door {
  public abstract void open();
  public abstract void close();
}
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或者:

interface Door {
  public abstract void open();
  public abstract void close();
}
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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。

interface Alram {
  void alarm();
}

abstract class Door {
  void open();
  void close();
}
/**
 * Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!
 */
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
  void oepn() {
   //....
  }
  void close() {
   //....
  }
  void alarm() {
   //....
  }
}
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以上是Java中介面與抽象類別的詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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