抽象类与。 Java 中的接口：示例说明

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理解Java中的抽象：抽象类与接口

在Java编程中，抽象类和接口是实现抽象的关键工具。抽象的核心思想是向最终用户隐藏复杂的实现细节，让他们只关注功能本身，而不是如何实现这些功能。

简单来说，抽象允许我们知道一个功能是什么，而不需要了解它是如何运作的。

让我们深入探讨抽象类和接口，并分析它们各自的应用场景和优势。

抽象类

抽象类是一种不能被直接实例化的类，它可能包含也可能不包含抽象方法。抽象方法指的是只有声明而没有具体实现的方法体。

例如，Oracle官方提供了一个关于`GraphicObject`的抽象类示例。

要创建一个抽象类，只需在 `class` 关键字前加上 `abstract` 关键字。

abstract class AbstractClass {
      void run() {
          System.out.println("执行");
      }
  }

抽象类可以被其他类继承，也可以被子类化。

abstract class AbstractClass {
      void run() {
          System.out.println("执行");
      }
  }

  class ExtendingAbstractClass extends AbstractClass {
      void newMethod() {
          System.out.println("新方法");
      }

      @Override
      void run() {
          System.out.println("重写");
      }
  }

抽象类的主要用途是在多个相关的类之间共享通用的方法实现。此外，在抽象类中定义抽象方法使得它能够适应具有相似方法但具体实现不同的场景。举个例子：

考虑一个“汽车”的概念，它具有启动、停止、倒车等基本功能。这些功能在所有汽车类型中都是通用的。

但像自动驾驶这样的自动化功能呢？不同类型汽车的自动驾驶实现可能会有所不同。让我们看看如何利用面向对象编程来解决这个问题。

首先，我们创建一个 `Car` 抽象类，其他具体的汽车类型将继承它。

abstract class Car {
      void start() {
        // 实现
        System.out.println("汽车启动");
      }

      void stop() {
          // 实现
          System.out.println("引擎停止");
      }

      void reverse() {
          // 实现
          System.out.println("启用倒车模式");
      }

      abstract void selfDrive();
  }

方法 `start()`、`stop()` 和 `reverse()` 是所有汽车通用的，因此它们的实现直接在 `Car` 类中定义。然而，不同类型的汽车可能会有不同的自动驾驶实现方式，因此将 `selfDrive()` 方法声明为抽象方法，并由子类来实现。

class CarTypeA extends Car {
      @Override
      void start() {
          super.start();
      }

      @Override
      void stop() {
          super.stop();
      }

      @Override
      void reverse() {
          super.reverse();
      }

      void selfDrive() {
          // 特定实现
          System.out.println("A型汽车启用自动驾驶模式");
      }
  }

class CarTypeB extends Car {
      // ...其他类似方法

      void selfDrive() {
          // 特定实现
          // 与CarTypeA不同的实现
          System.out.println("B型汽车启用自动驾驶模式");
      }
  }

需要注意的是，如果一个子类没有实现抽象类中定义的所有抽象方法，那么该子类本身也必须声明为抽象类。

接口

接口定义了一组必须由实现类实现的方法。例如，在汽车的例子中，汽车有一些基本功能，如启动、行驶和停止。这些功能在所有汽车中都是通用的。

因此，如果一个类实现了汽车接口，它必须实现接口中定义的所有方法，以确保汽车可以正常安全地运行。

与抽象类类似，接口不能被实例化。接口可以被视为一种完全抽象的类，因为它只包含抽象方法，即没有方法体的方法。

使用 `interface` 关键字创建接口。

interface CAR {
      void start();
      void stop();
      void move();
  }

使用 `implements` 关键字来实现接口。

class CarTypeB implements CAR {
      public void start() {
          System.out.println("已启动");
      }

      public void stop() {
          System.out.println("已停止");
      }

      public void move() {
          System.out.println("正在运行");
      }
  }

相似之处

抽象类和接口的共同点是都不能被实例化为对象。

差异

特征	抽象类	接口
继承与实现	一个类只能继承一个抽象类。	一个类可以实现多个接口。
变量类型	可以有 `final`、非 `final`、`static` 和非 `static` 变量。	只能有 `static` 和 `final` 变量。
方法类型	可以包含抽象方法和非抽象方法。	只能包含抽象方法，以及静态方法。
访问修饰符	抽象类可以有访问修饰符。	接口中定义的方法签名默认是 `public` 的。接口本身没有访问修饰符。
构造函数与析构函数	可以声明构造函数和析构函数。	不能声明构造函数或析构函数。
速度	较快	较慢

何时使用抽象类和接口？

在以下情况下使用抽象类：

当您想在多个类之间共享一些通用的方法和字段时。
当您需要声明非静态和非最终字段以修改其绑定对象的状态时。

在以下情况下使用接口：

当您想要定义实现该接口的类的行为，而不在意它的具体实现方式时。
当您需要确保一个类实现了所有必要的方法才能正常工作时。

总结

接口主要用于创建API，因为它提供了功能实现的结构，而无需关心具体实现细节。

抽象类通常用于在多个类之间共享通用的抽象和非抽象方法，通过扩展抽象类可以提高代码的复用性。

希望通过这些内容，您能对Java中的抽象概念有更深入的了解。如果您正在准备Java面试，请参考一些关于面向对象编程的面试问题，以更好地备战。