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Java抽象类和接口的区别

前面《Java接口》一节中提到接口是一种特殊的抽象类,接口和抽象类的渊源颇深,有很大的相似之处,所以在选择使用谁的问题上很容易迷糊。本节我们先整理一下 Java 中抽象类和接口的特点,再分析它们具有的相同点、不同点和使用场景。

1)抽象类

在 Java 中,被关键字 abstract 修饰的类称为抽象类;被 abstract 修饰的方法称为抽象方法,抽象方法只有方法声明没有方法体。

抽象类有以下几个特点:
  1. 抽象类不能被实例化,只能被继承。
  2. 包含抽象方法的类一定是抽象类,但抽象类不一定包含抽象方法(抽象类可以包含普通方法)。
  3. 抽象方法的权限修饰符只能为 public、protected 或 default,默认情况下为 public。
  4. 一个类继承于一个抽象类,则子类必须实现抽象类的抽象方法,如果子类没有实现父类的抽象方法,那子类必须定义为抽象类。
  5. 抽象类可以包含属性、方法、构造方法,但构造方法不能用来实例化对象,只能被子类调用。

2)接口

接口可以看成是一种特殊的类,只能用 interface 关键字修饰。

Java 中的接口具有以下几个特点:
  1. 接口中可以包含变量和方法,变量被隐式指定为 public static final,方法被隐式指定为 public abstract(JDK 1.8 之前)。
  2. 接口支持多继承,即一个接口可以继承(extends)多个接口,间接解决了 Java 中类不能多继承的问题。
  3. 一个类可以同时实现多个接口,一个类实现某个接口则必须实现该接口中的抽象方法,否则该类必须被定义为抽象类。

3)抽象类和接口的区别

接口和抽象类很像,它们都具有如下特征。
但接口和抽象类之间的差别非常大,这种差别主要体现在二者设计目的上。下面具体分析二者的差别。

接口作为系统与外界交互的窗口,接口体现的是一种规范。对于接口的实现者而言,接口规定了实现者必须向外提供哪些服务(以方法的形式来提供);对于接口的调用者而言,接口规定了调用者可以调用哪些服务,以及如何调用这些服务(就是如何来调用方法)。当在一个程序中使用接口时,接口是多个模块间的耦合标准;当在多个应用程序之间使用接口时,接口是多个程序之间的通信标准。

从某种程度上来看,接口类似于整个系统的“总纲”,它制定了系统各模块应该遵循的标准,因此一个系统中的接口不应该经常改变。一旦接口被改变,对整个系统甚至其他系统的影响将是辐射式的,会导致系统中大部分类都需要改写。

抽象类则不一样,抽象类作为系统中多个子类的共同父类,它所体现的是一种模板式设计。抽象类作为多个子类的抽象父类,可以被当成系统实现过程中的中间产品,这个中间产品已经实现了系统的部分功能(那些已经提供实现的方法),但这个产品依然不能当成最终产品,必须有更进一步的完善,这种完善可能有几种不同方式。

除此之外,接口和抽象类在用法上也存在差别,如下表所示:

参数 抽象类 接口
实现 子类使用 extends 关键字来继承抽象类,如果子类不是抽象类,则需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。 子类使用 implements 关键字来实现接口,需要提供接口中所有声明的方法的实现。
访问修饰符 可以用 public、protected 和 default 修饰 默认修饰符是 public,不能使用其它修饰符
方法 完全可以包含普通方法 只能包含抽象方法、静态方法、默认方法和私有方法,不能为普通方法提供方法实现
变量 既可以定义普通成员变量,也可以定义静态常量 只能定义静态常量,不能定义普通成员变量
构造方法 抽象类里的构造方法并不是用于创建对象,而是让其子类调用这些构造方法来完成属于抽象类的初始化操作 没有构造方法
初始化块 可以包含初始化块 不能包含初始化块
main 方法 可以有 main 方法,并且能运行 没有 main 方法
与普通Java类的区别 抽象类不能实例化,除此之外和普通 Java 类没有任何区别 是完全不同的类型
运行速度 比接口运行速度要快 需要时间去寻找在类种实现的方法,所以运行速度稍微有点慢

一个类最多只能有一个直接父类,包括抽象类,但一个类可以直接实现多个接口,通过实现多个接口可以弥补 Java 单继承的不足。

4)抽象类和接口的应用场景

抽象类的应用场景:
  1. 父类只知道其子类应该包含怎样的方法,不能准确知道这些子类如何实现这些方法的情况下,使用抽象类。
  2. 从多个具有相同特征的类中抽象出一个抽象类,以这个抽象类作为子类的模板,从而避免了子类设计的随意性。

接口的应用场景:
  1. 一般情况下,实现类和它的抽象类之前具有 "is-a" 的关系,但是如果我们想达到同样的目的,但是又不存在这种关系时,使用接口。
  2. 由于 Java 中单继承的特性,导致一个类只能继承一个类,但是可以实现一个或多个接口,此时可以使用接口。

什么时候使用抽象类和接口:

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