Java是一种纯面向对象的编程语言,类和对象是它的两个基本语言特性,学过Java的人都应该知道。但它还有另外两个比较容易搞混淆的特性:抽象类和接口。
我尝试着结合自身的经验,把这个问题搞清楚。受个人经验能力所限,出现纰漏在所难免,欢迎来辩。
先看一张表(《Java编程思想》中列出的关键特性):
拿一个实际的问题举例:
所有的生物都有“吃东西”和“繁衍后代”这样的共性接口,哺乳类动物具有胎生、肺呼吸、体温恒定等共性,这就可以用抽象类来表示,这样就不必与生物这个基类紧耦合。代码表示如下:
/** * 生物 * */ public interface Bios { /** * 吸收能量 */ public void energy(); /** * 繁衍 */ public Object multiply(); } /** * 动物 * */ public interface Animal extends Bios { /** * 移动 */ public void move(); /** * 吃东西 */ public void eat(); } /** * 哺乳纲 * */ public abstract class Mammal implements Animal { /** * 体温恒定 */ protected static double temperature = 37; /** * 胎生 */ public abstract Object vivipation(); /** * 肺呼吸 */ public abstract void pulmonary(); } /** * 灵长类 * */ public abstract class Primate extends Mammal { /** * 偶蹄,蹄均呈双数 */ protected static boolean evenHoof = true; /** * 大脑发达,会思考 */ public abstract void thinking(); } /** * 人类 * 生物 -> 动物 -> 哺乳纲 -> 灵长目 * */ public class Person extends Primate { @Override public void move() { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void eat() { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void energy() { // TODO Auto-generated method stub } @Override public Object multiply() { // TODO Auto-generated method stub return null; } @Override public void thinking() { // TODO Auto-generated method stub } @Override public Object vivipation() { // TODO Auto-generated method stub return null; } @Override public void pulmonary() { // TODO Auto-generated method stub } }
可以看到,「人类」继承了「哺乳纲」和「灵长类」的属性,同时也需要实现「生物」、「动物」接口和「哺乳纲」、「灵长类」的抽象方法。
至于抽象类和接口的区别,很多技术博客都写过,比如有些博主写得很好,比如门和报警器的例子、鸟和飞机的例子。不过在我看来,这都是从语言本身的特性来说明两者的区别,如果换一种例子、换一个场景,恐怕又会懵圈——好像什么都说了,又好像什么都没说。
与其将语法解释的很明白,倒不如把它用明白,这其实就是新手和高手之间的最大区别:新手总想弄懂每一招每一式,但高手更注重肌肉记忆所产生的反馈循环,什么意思呢?
来看看好的实践是怎么用抽象类和接口的吧。
这是Java I/O中的类继承结构图,这只是一部分,但用说明问题已经足够了。
可以看到,AbstractList是一个抽象类,实现了List接口,而List接口又继承自Collection接口。
抽象类AbstractList的部分定义是:
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> { ...... public abstract E get(int index); ...... }
接口List的部分定义是:
public interface List<E> extends Collection<E> { ...... E get(int index); ...... }
同样可以很清楚地看到,抽象类和接口中都定义了E get(int index)这个方法,这是为啥?而且这个方法还是抽象类唯一的方法,为了这个方法,单独定义一个抽象类。因为作用不同。
接口中的E get(int index)是一种获取列表元素的操作,List这个接口集中了所有对列表可能的操作。
确切地来说,抽象类的更像是一种「模板」,规定了它的子类需要干的工作;而接口更像是一种「约束」,只要实现了接口的类,都要实现接口的方法。而且这种约束是可以不断往下传递的——只要父类有了这种约束,那么子类也全都得遵守这种约束。如果这个约束被修改了,那么遵守它的类也全都要跟着修改。
所有的集合都要能够迭代、可增加、删除和获取元素,这就是一种约束,所以以接口形式表现。而不同类型的集合又有不同类型的方法,有些方法不需要工程师自己实现,仅仅可以作为默认的「模板」提供。而模板,是不需要实例化的(也最好禁止实例化,所以它只能是抽象的,不能具体化。抽象类本身也是可以没有抽象方法的)。
所以,多看一些优秀的源码,如JDK的源码、Spring的源码,多揣摩作者的设计意图,看多了,也就慢慢会了。