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» 抽象类和接口:详细解析Java中抽象类和接口的区别 »正文
抽象类和接口:详细解析Java中抽象类和接口的区别
来源: 发布时间:星期一, 2009年11月30日 浏览:0次 评论:0
在
java
语言中
abstract
和
erface
是支持
抽象类
定义
两种机制
正是由于这两种机制
存在
才赋予了Java强大
面向对象能力
abstract
和
erface的间在对于抽象类定义
支持方面具有很大
相似性
甚至可以相互替换
因此很多开发者在进 行抽象类定义时对于abstract
和
erface
选择显得比较随意
其实
两者的间还是有很大
区别
对于它们
选择甚至反映出对 于问题领域本质
理解、对于设计意图
理解是否正确、合理
本文将对它们的间
区别进行
番剖析
试图给开发者提供
个在 2者的间进行选择
依据
理解抽象类
abstract
和
erface在Java语言中都是用来进行抽象类(本文 中
抽象类并非从abstract
翻译而来
它表示
是
个抽象体
而abstract
为Java语言中用于定义抽象类
种思路方法
请读者注意区分)定义
那么什么是抽象类
使用抽象类能为我们带来什么好处呢?
在 面向对象
概念中
我们知道所有
对象都是通过类来描绘
但是反过来却不是这样
并不是 所有
类都是用来描绘对象
如果
个类中没有包含足够
信息来描绘
个具体
对象
这样
类就是抽象类
抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、 设计中得出
抽象概念
是对
系列看上去区别
但是本质上相同
具体概念
抽象
比如:如果我们进行
个图形编辑软件Software
开发
就会发现问题领域存在着圆、 3角形这样
些具体概念
它们是区别
但是它们又都属于形状这样
个概念
形状这个概念在问题领域是不存在
它就是
个抽象概念
正是
抽象
概念 在问题领域没有对应
具体概念
所以用以表征抽象概念
抽象类是不能够例子化
在面向对象领域
抽象类主要用来进行类型隐藏
我们可以构造出
个固定
组行为
抽象描 述
但是这组行为却能够有任意个可能
具体实现方式
这个抽象描述就是抽象类
而这
组任意个可能
具体实现则表现为所有可能
派生类
模块可以操作
个 抽象体
由于模块依赖于
个固定
抽象体
因此它可以是不允许修改
;同时
通过从这个抽象体派生
也可扩展此模块
行为功能
熟悉OCP
读者
定知 道
为了能够实现面向对象设计
个最核心
原则OCP(Open-Closed Principle)
抽象类是其中
关键所在
从语法定义层面看abstract
和
erface
在语法层面
Java语言对于abstract
和
erface给出了区别
定义方式
下面以定义
个名为Demo
抽象类为例来介绍说明这种区别
使用abstract
方式定义Demo抽象类
方式如下:
abstract
Demo{
abstract void method1
;
abstract void method2
;
…
}
使用
erface
方式定义Demo抽象类
方式如下:
erface Demo{
void method1
;
void method2
;
…
}
在abstract
方式中
Demo可以有自己
数据成员
也可以有非 abstract
成员思路方法
而在
erface方式
实现中
Demo只能够有静态
不能被修改
数据成员(也就是必须是
final
不过在
erface中
般不定义数据成员)
所有
成员思路方法都是abstract
从某种意义上说
erface是
种特殊形式
abstract
从编程
角度来看
abstract
和
erface都可以用来实现 "design by contract"
思想
但是在具体
使用上面还是有
些区别
首先
abstract
在 Java 语言中表示
是
种继承关系
个类只能使用
次继承关系(
Java不支持多继承 -- 转注)
但是
个类却可以实现多个
erface
也许
这是Java语言
设计者在考虑Java对于多重继承
支持方面
种折中考虑吧
其次
在abstract
定义中
我们可以赋予思路方法
默认行为
但是在
erface
定义中
思路方法却不能拥有默认行为
为了绕过这个限制
必须使用委托
但是这会增加
些复杂性
有时会造成很大
麻烦
在 抽象类中不能定义默认行为还存在另
个比较严重
问题
那就是可能会造成维护上
麻烦
因 为如果后来想修改类
界面(
般通过 abstract
或者
erface来表示)以适应新
情况(比如
添加新
思路方法或者给已用
思路方法中添 加新
参数)时
就会非常
麻烦
可能要花费很多
时间(对于派生类很多
情况
尤为如此)
但是如果界面是通过abstract
来实现
那 么可能就只需要修改定义在abstract
中
默认行为就可以了
同样
如果不能在抽象类中定义默认行为
就会导致同样
思路方法实现出现在该抽象类
每
个派生类中
违反了 "one rule
one place" 原则
造成代码重复
同样不利于以后
维护
因此
在abstract
和
erface间进行选择时要非常
小心
从设计理念层面看 abstract
和
erface
上面主要从语法定义和编程
角度论述了abstract
和
erface
区 别
这些层面
区别是比较低层次
、非本质
本小节将从另
个层面:abstract
和
erface所反映出
设计理念
来分析
下 2者
区别
作者认为
从这个层面进行分析才能理解 2者概念
本质所在
前面已经提到过
abstract
在Java语言中体现了
种继承关系
要想使得 继承关系合理
父类和派生类的间必须存在"is-a"关系
即父类和派生类在概念本质上应该是相同
对于
erface来说则不然
并不要求
erface
实现者和
erface定义在概念本质上是
致
仅仅是实现了
erface定义
契约而已
为了使论述便于理解
下面将通过
个简单
例子进行介绍说明
考虑这样
个例子
假设在我们
问题领域中有
个有关Door
抽象概念
该Door具有执行两个动作open和close
此时我们可以通过abstract
或者
erface来定义
个表示该抽象概念
类型
定义方式分别如下所示:
使用abstract
方式定义Door:
abstract
Door{
abstract void open
;
abstract void close
;
}
使用
erface方式定义Door:
erface Door{
void open
;
void close
;
}
其他具体
Door类型可以extends使用abstract
方式定义
Door或者implements使用
erface方式定义
Door
看起来好像使用abstract
和
erface没有大
区别
如果现在要求Door还要具有报警
功能
我们该如何设计针对该例子
类结构呢(在本例中
主要是为了展示 abstract
和
erface 反映在设计理念上
区别
其他方面无关
问题都做了简化或者忽略)?下面将罗列出可能
解 决方案
并从设计理念层面对这些区别
方案进行分析
解决方案
:
简单
在Door
定义中增加
个alarm思路方法
如下:
abstract
Door{
abstract void open
;
abstract void close
;
abstract void alarm
;
}
或者
erface Door{
void open
;
void close
;
void alarm
;
}
那么具有报警功能
AlarmDoor
定义方式如下:
AlarmDoor extends Door{
void open
{…}
void close
{…}
void alarm
{…}
}
或者
AlarmDoor implements Door{
void open
{…}
void close
{…}
void alarm
{…}
}
这种思路方法违反了面向对象设计中
个核心原则 ISP (Interface Segregation Principle)
在Door
定义中把Door概念本身固有
行为思路方法和另外
个概念"报警器"
行为方 法混在了
起
这样引起
个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念
模块会
"报警器"这个概念
改变(比如:修改alarm思路方法
参数)而改变
反 的依然
解决方案 2:
既然open、close和alarm属于两个区别
概念
根据ISP原则应该把它们分别定 义在代表这两个概念
抽象类中
定义方式有:这两个概念都使用 abstract
方式定义;两个概念都使用
erface方式定义;
个概念 使用 abstract
方式定义
另
个概念使用
erface方式定义
显然
由于Java语言不支持多重继承
所以两个概念都使用abstract
方式定义是不可行
后面两种方式都是可行
但是对于它们
选择却反映出对于问题领域中
概念本质
理解、对于设计意图
反映是否正确、合理
我们
来分析、介绍说明
如果两个概念都使用
erface方式来定义
那么就反映出两个问题:1、我们可能没有 理解清楚问题领域
AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器?2、如果我们对于问题领域
理解没有问题
比如:我们通过对于问题领域
分 析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是
致
那么我们在实现时就没有能够正确
揭示我们
设计意图
在这两个概念
定义上(均使用
erface方式定义)反映不出上述含义
如果我们对于问题领域
理解是:AlarmDoor在概念本质上是Door
同时它有具有报 警
功能
我们该如何来设计、实现来明确
反映出我们
意思呢?前面已经说过
abstract
在Java语言中表示
种继承关系
而继承关系 在本质上是"is-a"关系
所以对于Door这个概念
我们应该使用abstarct
方式来定义
另外
AlarmDoor又具有报警功能
说 明它又能够完成报警概念中定义
行为
所以报警概念可以通过
erface方式定义
如下所示:
abstract
Door{
abstract void open
;
abstract void close
;
}
erface Alarm{
void alarm
;
}
Alarm Door extends Door implements Alarm{
void open
{…}
void close
{…}
void alarm
{…}
}
这种实现方式基本上能够明确
反映出我们对于问题领域
理解
正确
揭示我们
设计意图
其 实abstract
表示
是"is-a"关系
erface表示
是"like-a"关系
大家在选择时可以作为
个依据
当然这是建立在对问题领域
理解上
比如:如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器
同时又具有Door
功能
那么上述
定义方式就要反过来了
小结
1.abstract
在 Java 语言中表示
是
种继承关系
个类只能使用
次继承关系
但是
个类却可以实现多个
erface
2.在abstract
中可以有自己
数据成员
也可以有非abstarct
成员思路方法
而在
erface中
只能够有静态
不能被修改
数据成员(也就是必须是
final
不过在
erface中
般不定义数据成员)
所有
成员思路方法都是abstract
3.abstract
和
erface所反映出
设计理念区别
其实abstract
表示
是"is-a"关系
erface表示
是"like-a"关系
4.实现抽象类和接口
类必须实现其中
所有思路方法
抽象类中可以有非抽象思路方法
接口中则不能有实现思路方法
5.接口中定义
变量默认是public
final 型
且必须给其初值
所以实现类中不能重新定义
也不能改变其值
6.抽象类中
变量默认是 friendly 型
其值可以在子类中重新定义
也可以重新赋值
7.接口中
思路方法默认都是 public,abstract 类型
结论
abstract
和
erface 是 Java语言中
两种定义抽象类
方式
它们的间有很大
相似性
但是对于它们
选择却又往往反映出对于问题领域中
概 念本质
理解、对于设计意图
反映是否正确、合理
它们表现了概念间
区别
关系(虽然都能够实现需求
功能)
这其实也是语言
种
惯使用方法
希望读者朋友能够细细体会
标签:
抽象类和接口
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