11. 抽象类和接口

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抽象类

在 Java 中，抽象类是一种特殊的类，它不能被直接实例化，只能被其他类继承。抽象类通常用于定义一些抽象的方法和属性，这些方法和属性可能在子类中有不同的实现。

抽象类的主要目的是提供一个公共的接口，让子类可以根据自己的需求进行扩展和实现。抽象类中的抽象方法没有具体的实现，只包含方法的签名，子类就知道它必须要实现该方法，而不可能忽略，若忽略 Java 编译器会提示错误。

抽象类声明和实现

在 Java 中抽象类和抽象方法的修饰符是 abstract，注意抽象方法中只有方法的声明，没有方法的实现。

  • 抽象类不能被实例化,只有具体类才能被实例化；
  • 抽象类可以拥有默认的构造函数, 供子类实例化调用, 用于完成子类构建对象的一些公共任务；
  • 抽象类中可以包含具体方法和抽象方法；
  • 非抽象类(具体类) 若继承抽象类必须重写所有抽象方法。
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public abstract class 类名称 {
  member var;
  method（）{…}        // 一般方法
  abstract method()；  // 抽象方法, 抽象方法在后直接跟分号
}

普通类加上 abstract 关键字就变成了抽象类。一但类中包含有抽象方法的类必须定义为抽象类或者接口，否则编译时会提示 The type XXX must be an abstract class to define abstract methods

接口

比抽象类更加抽象的是接口，在接口中所有的方法都会被 public 和 abstract 修饰。

  • Java 中不支持多继承，而是通过接口实现比多重继承更强的功能，java 通过接口可以使出于不同层次，甚至不相关的类具有相同的行为。
  • 接口可以认为是特殊的抽象类，不能用于直接创建对象。接口的作用在于规定一些功能框架，具体功能的实现则通过该接口约束的类完成。

接口的定义：一般由常量和抽象方法组成

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[public] interface 接口名 [extends 父接口名列表 ] {
  [public] [static] [final] 域类型 域名 = 常量值 ;
  [public] [abstract] 返回值 方法名(参数列表) [throw 异常列表]；
}
  1. 声明接口可给出访问控制符
  2. 接口的继承同样使用 extends 关键字，多个父接口之间以逗号分隔
  3. 系统默认接口中所有属性的修饰都是 public static final 即全局常量
  4. 系统默认接口中所有方法的修饰都是 public abstract 即抽象方法
  5. 与类一样，接口也可以使用 instanceof 关键字，用来判断一个对象是否实现了某接口

接口的实现

  • 定义了一套行为规范，一个类实现这个接口就是要遵守接口的定义规范，要实现接口中定义的所有方法.
  • 一个类可以实现多个接口。接口间用逗号分隔；
  • 如果实现某接口的类不是抽象类，则在类的定义部分必须实现指定接口的所有抽象方法；否则编译时会指示该类只能为抽象类是不能创建对象的.
  • 接口的抽象方法的访问限制符默认为 public

Java 8 新特性默认方法和静态方法

Java 8 在接口中提供了声明默认方法和静态方法的能力。接口示例代码如下：

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public interface IHello {
  public static void xxx() {
      // do something
  }
  public default void yyy() {
      // do something
  }
}

注意：在 Java 8 中，静态方法和默认方法都必须是 public 的，Java 9 去除了这个限制，它们都可以是 private 的，引入 private 方法主要是为了方便多个静态或默认方法复用代码。

总结

抽象类和接口是配合而非替代关系，它们经常一起使用，接口声明能力，抽象类提供默认实现，实现全部或部分方法，一个接口经常有一个对应的抽象类。比如，在 Java 类库中，有：

  • Collection 接口和对应的 AbstractCollection 抽象类。
  • List 接口和对应的 AbstractList 抽象类。
  • Map 接口和对应的 AbstractMap 抽象类。

问一问

问: 抽象关键字 abstract 不可以和哪些关键字共存？

答: private 私有内容子类继承不到，所以，不能重写。但是，abstract 修饰的方法，要求被重写。两者冲突。
final final 修饰的方法不能被重写。而 abstract 修饰的方法，要求被重写。两者冲突。
static 假如一个抽象方法能通过 static 修饰，那么这个方法，就可以直接通过类名调用。而抽象方法是没有方法体的，这样的调用无意义。所以不能用 static 修饰。

参考