Java面向对象基础接口和抽象的理解

╰半橙微兮° 2022-03-20 16:28 49阅读 0赞

第一，抽象类：

我们都知道，在面向对象的领域中，一切都是一个对象，所有的对象都是用类来描述的，但不是所有的类都是用对象来描述的。如果一个类没有足够的信息来描述一个特定的对象，并且需要其他特定的类来支持它，那么我们称它为抽象类。例如，新动物（），我们都知道这是为了生产一种动物-动物-动物的物体，但我们不知道动物是什么样子的。它没有特定动物的概念，因此它是一个抽象类。我们需要一种特殊的动物，比如狗和猫，以一种特定的方式来描述它，这样我们就能知道它是什么样子的。

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在面向对象的领域中，抽象概念在问题域中没有对应的具体概念，因此无法实例化表示抽象概念的抽象类。

同时，抽象类体现了数据抽象的思想，是实现多态性的一种机制。它定义了一组抽象方法，并使用派生类来表示它们。同时，抽象类提供了继承的概念，其出发点是继承，否则就不存在任何意义上的继承。因此，定义的抽象类必须用于继承。同时，在以抽象类为节点的继承关系层次链中，叶节点必须是具体的实现类。

使用抽象类时需要注意以下几点：

无法实例化抽象类。实例化的工作应该留给它的子类。它只需要一个参考。

抽象方法必须由子类重写。

只要它包含一个抽象方法的抽象类，该方法就必须被定义为一个抽象类，不管它是否包含其他方法。

抽象类可以包含具体方法，但也不能包含抽象方法。

抽象不能与final并排修改同一个类。

抽象不能同时使用private、static、final或native修改同一方法。

例子：

定义一个抽象的动物类动物，并提供一个名为cry（）的抽象方法。猫和狗都是动物类的子类。因为cry（）是一个抽象方法，所以cat和dog必须实现cry（）方法。如下：

public abstract class Animal \{

public abstract void cry();

public class Cat extends Animal\{

@Override

public void cry() \{

System.out.println("猫叫：喵喵...");

public class Dog extends Animal\{

@Override

public void cry() \{

System.out.println("狗叫:汪汪...");

public class Test \{

public static void main(String\[\] args) \{

Animal a1 = new Cat();

Animal a2 = new Dog();

a1.cry();

a2.cry();

创建抽象类和方法非常有用，因为它们可以澄清类的抽象性，并告诉用户和编译器如何使用它们。抽象类是有用的重构器，因为它们允许我们轻松地将通用方法向继承层次结构上移动。

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二、接口

接口比抽象类更抽象。我在这里找不到一个更好的单词来引用“class”，但是让我们澄清一下，接口本身不是一个类，正如我们不能实例化接口的事实所看到的那样。例如，new runnable（）；必须是错误的，我们只能新建它的实现类。

接口用于在类之间建立协议，这些类只提供没有特定实现的表单。同时，实现接口的实现类必须实现接口的所有方法。通过使用implements关键字，他指示类正在跟踪特定接口或一组特定接口。同时，他还指出“接口只是它的外观，但现在我们需要声明它是如何工作的”。

接口是抽象类的扩展。Java保证没有多重继承的数据安全性。也就是说，继承只能存在于一个父类中。但是不同的接口，一个类可以同时实现多个接口。不管这些接口之间是否存在任何关系，接口弥补了抽象类不能继承多个接口的不足，但建议继承和接口一起使用，因为这两者都是。它可以保证数据安全，实现多重继承。

在使用界面的过程中，应注意以下问题：

接口的所有方法访问权限都自动声明为公共。确切地说，它只能是公开的。当然，您可以将声明显示为受保护的和私有的，但是编译会出错！

成员变量或不可变常量可以在接口中定义，因为它们自动成为公共静态final。通过类命名直接访问：实现类。姓名。

接口中没有实现方法。

实现接口的非抽象类必须实现接口的所有方法。抽象类可以在不需要的情况下实现。

不能使用new运算符实例化接口，但可以声明一个接口变量，该变量必须引用实现接口的类的对象。可以使用InstanceOf检查对象是否实现特定接口。例如：if（AnObject Instance of Comparable）。

在实现多个接口时，必须避免方法名的重复。

三、抽象类与接口的区别

尽管抽象类和接口有很多共同点，有时它们可以互换，但这并不能弥补它们之间的差异。接下来，抽象类和接口将从两个方面进行阐述：语法级别和设计级别。

3.1语法水平

在语法层面上，Java语言给出抽象类和接口的不同定义。下面的演示类说明了它们之间的区别。

使用抽象类实现：

public abstract class Demo \{  abstract void method1();  void method2()\{  //实现  \} \}

使用接口实现

interface Demo \{  void method1();  void method2(); \}

在抽象类方法中，抽象类可以有任意范围的成员数据，也可以有自己的非抽象方法。但在接口方法中，它只能有静态和不可修改的成员数据（但我们通常不在接口中使用成员数据）。同时，它的所有方法都必须是抽象的。在某种程度上，接口是抽象类的专门化。

对于子类，它只能继承一个抽象类（它被Java考虑用于数据安全），但是它可以实现多个接口。

3.2设计水平

以上只是从语法层次和编程角度来区分它们之间的关系，这些都是低级的，要真正使用抽象类和接口，我们必须从更高层次来区分。只有从设计理念的角度才能看到它们的本质。一般来说，它们有以下三个区别：

抽象的层次是不同的。抽象类是类的抽象，接口是行为的抽象。抽象类是抽象整个类，包括属性、行为，而接口是抽象类的局部（行为）。

跨领域差异。抽象类跨具有相似特性的域，而接口可以跨具有不同类的域。我们知道抽象类从子类中发现公共部分，然后归纳为抽象类。子类可以继承父类，但接口不同。实现它的子类之间不能有任何共同点。例如，猫和狗可以用吠叫方法抽象成一个抽象的动物类。鸟类和飞机可以实现飞行界面，具有飞行行为。我们不能在这里和父母一人分享鸟类和飞机。所以抽象类体现了一种继承关系。为了使继承关系合理化，父类和派生类之间必须有一个“is-a”关系，即父类和派生类的概念在本质上应该是相同的。然而，对于接口，它并不要求接口的实现者和接口定义的实现者在概念上基本相同，而是只实现接口定义的契约。

设计水平不同。对于抽象类，它是自下而上设计的。在抽象父类之前，我们需要知道子类，但是接口是不同的。它根本不需要知道子类的存在。它只需要定义一个规则，我们不知道什么子类，何时以及如何实现它们。例如，我们这里只有一只猫。如果你把它抽象成动物，它是不是有点设计过度了？我们这里至少应该有两个动物班，猫和狗。让我们抽象它们的共同点，形成动物抽象类。所以抽象类经常被重构！但是界面是不同的。例如，飞行，我们不知道什么将实现飞行接口。如何实现它还不得而知。我们需要做的是预先定义好飞行的行为界面。所以抽象类是从下到上抽象的，接口是从上到下设计的。

为了更好地说明它们之间的差异，将使用一个示例来说明以下内容。这个例子引用自：blog。CSDN网/ttgjz/arti…

我们有一个门的抽象概念，它有两个行为，打开（）和关闭（），我们可以通过抽象类和接口来定义抽象概念：

抽象类：

abstract class Door\{  abstract void open();  abstract void close()； \}

界面

interface Door\{  void open();  void close(); \}

对于其他具体类，可以使用扩展类和抽象类来定义门，也可以使用接口实现来定义门。结果表明，二者之间无显著性差异。

但是现在如果我们需要一个具有报警功能的门，那么如何实现它呢？

解决方案1：向门添加报警方法：clarm（）；

abstract class Door\{  abstract void open();  abstract void close();  abstract void alarm(); \}

也许

interface Door\{  void open();  void close();  void alarm(); \}

这种方法违反了面向对象设计的核心原则之一ISP（接口分离原则）。请注意，在门的定义中，它将门概念的固有行为方法与另一个概念“报警”的行为方法混合在一起。出现的一个问题是，仅依赖门概念的模块将随着“警报”概念的变化而变化，反之亦然。

解决方案2

由于open（）、close（）和alarm（）属于两个不同的概念，我们根据isp原理将它们分别定义为表示两个不同概念的两个抽象类。定义它们有三种方法：

1。两者都由抽象类定义。

2。两者都由接口定义。

3、一个使用抽象类定义，一个是用接口定义。

因为Java不支持多重继承，所以第一个是不可行的。后两种方法是可行的，但是选择反映了您对问题域本质的理解。

如果第二个问题是由接口定义的，那么它反映了两个问题：1。我们可能不清楚问题域，而报警门本质上是一个门到门的报警。2。例如，如果我们对问题域的理解没有问题，我们已经确定在我们的分析中，报警门的概念本质上是相同的，那么我们在设计中没有正确地反映我们的设计意图。因为您使用两个接口来定义，所以它们的概念的定义并不反映上述含义。

第三，如果我们理解问题域如下：报警门本质上是一个门，但它也具有报警的行为功能，那么我们可以使用第三种方案来说明我们的设计意图。报警门本质上是人，所以我们使用抽象类来定义这个概念。同时，报警门具有报警功能，表明它能够完成报警概念中定义的行为功能，因此报警可以使用接口来定义报警门。如下：

abstract class Door\{  abstract void open();  abstract void close(); \} interface Alarm\{  void alarm(); \} class AlarmDoor extends Door implements Alarm\{  void open()\{\}  void close()\{\}  void alarm()\{\} \}

这种实现方式基本上可以清楚地反映我们对问题领域的理解，并正确地揭示我们的设计意图。实际上，抽象类表示“is-a”关系，接口表示“like-a”关系。每个人都可以选择它作为基础。当然，这是基于对问题域的理解。例如，如果我们认为报警门在概念上本质上是一个报警，并且具有门的功能，那么上述定义将被颠倒。

注释：

isp（接口分离原则）：面向对象的核心原则。结果表明，使用多个专用接口优于使用单个主接口。

一个类与另一个类的依赖关系应该基于最小的接口。

接口代表一个角色，不应将不同的角色分配给一个接口。不相关的接口合并在一起形成一个膨胀的大接口，这是角色和接口的污染。

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四、总结

1。抽象类表示Java语言中的继承关系。子类只能有一个父类，但可以有多个接口。

2。在抽象类中，我们可以有自己的成员变量和非抽象类方法，但是在接口中只能有静态和不可变的成员数据（尽管我们通常不在接口中定义成员数据），并且它的所有方法都是抽象的。

三。抽象类和接口反映了不同的设计概念。抽象类表示“is-a”关系，而接口表示“like-a”关系。

抽象类和接口是Java语言中的两种不同抽象概念。它们的存在为多态性提供了很好的支持，尽管它们之间有很大的相似性。但他们的选择往往反映出你对问题领域的理解。只有对问题域的性质有了很好的了解，才能做出正确合理的设计。

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