转:二十一、详细解析Java中抽象类和接口的区别
转:二十一、详细解析Java中抽象类和接口的区别 http://blog.csdn.net/liujun13579/article/details/7737670
在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制。正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性,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 class和interface的选择显得比较随意。其实,两者之间还是有很大的区别的,对于它们的选择甚至反映出对 于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析,试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。
理解抽象类
abstract class和interface在Java语言中都是用来进行抽象类(本文 中的抽象类并非从abstract class翻译而来,它表示的是一个抽象体,而abstract class为Java语言中用于定义抽象类的一种方法, 请读者注意区分)定义的,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 面向对象的概念中,我们知道所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来却不是这样。并不是 所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、 设计中得出的抽象概念,是对一系列看上去不同,但是本质上相同的具体概念的抽象。比如:如果我们进行一个图形编辑软件的开发,就会发现问题领域存在着圆、 三角形这样一些具体概念,它们是不同的,但是它们又都属于形状这样一个概念,形状这个概念在问题领域是不存在的,它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念 在问题领域没有对应的具体概念,所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。
在面向对象领域,抽象类主要用来进行类型隐藏。 我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描 述,但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类,而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个 抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体,因此它可以是不允许修改的;同时,通过从这个抽象体派生,也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知 道,为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle),抽象类是其中的关键所在。
从语法定义层面看abstract class 和 interface
在语法层面,Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式,下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。
使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下:
abstract class Demo{
abstract void method1();
abstract void method2();
…
}
使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下:
interface Demo{
void method1();
void method2();
…
}
在abstract class方式中,Demo可以有自己的数据成员,也可以有非 abstract的成员方法,而在interface方式的实现中,Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final 的,不过在interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说,interface是一种特殊形式的 abstract class。
从编程的角度来看,abstract class和interface都可以用来实现 "design by contract" 的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。
首先,abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系(因为Java不支持多继承 -- 转注)。但是,一个类却可以实现多个interface。也许,这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。
其次,在abstract class的定义中,我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中,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,但是这会增加一些复杂性,有时会造成很大的麻烦。
在 抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题,那就是可能会造成维护上的麻烦。因 为如果后来想修改类的界面(一般通过 abstract class 或者interface来表示)以适应新的情况(比如,添加新的方法或者给已用的方法中添 加新的参数)时,就会非常的麻烦,可能要花费很多的时间(对于派生类很多的情况,尤为如此)。但是如果界面是通过abstract class来实现的,那 么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。
同样,如果不能在抽象类中定义默认行为,就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中,违反了 "one rule,one place" 原则,造成代码重复,同样不利于以后的维护。因此,在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。
从设计理念层面看 abstract class 和 interface
上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区 别,这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面:abstract class和interface所反映出的设计理念,来分析一下二者的区别。作者认为,从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。
前面已经提到过,abstract class在Java语言中体现了一种继承关系,要想使得 继承关系合理,父类和派生类之间必须存在"is-a"关系,即父类和派生类在概念本质上应该是相同的。对于interface来说则不然,并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的, 仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解,下面将通过一个简单的实例进行说明。
考虑这样一个例子,假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念,该Door具有执行两个动作open和close,此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型,定义方式分别如下所示:
使用abstract class方式定义Door:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
}
使用interface方式定义Door:
interface Door{
void open();
void close();
}
其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。
如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢(在本例中, 主要是为了展示 abstract class 和interface 反映在设计理念上的区别,其他方面无关的问题都做了简化或者忽略)?下面将罗列出可能的解 决方案,并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。
解决方案一:
简单的在Door的定义中增加一个alarm方法,如下:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
abstract void alarm();
}
或者
interface Door{
void open();
void close();
void alarm();
}
那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下:
class AlarmDoor extends Door{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
或者
class AlarmDoor implements Door{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则 ISP (Interface Segregation Principle),在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方 法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变(比如:修改alarm方法的参数)而改变,反 之依然。
解决方案二:
既然open、close和alarm属于两个不同的概念,根据ISP原则应该把它们分别定 义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有:这两个概念都使用 abstract class 方式定义;两个概念都使用interface方式定义;一个概念 使用 abstract class 方式定义,另一个概念使用interface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 class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的,但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。
如果两个概念都使用interface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的理解没有问题,比如:我们通过对于问题领域的分 析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的,那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图,因为在这两个概念的定义上(均使用 interface方式定义)反映不出上述含义。
如果我们对于问题领域的理解是:AlarmDoor在概念本质上是Door,同时它有具有报 警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢?前面已经说过,abstract class在Java语言中表示一种继承关系,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 class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的行为,所以报警概念可以通过interface方式定义。如下所示:
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close();
}
interface Alarm{
void alarm();
}
class 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的反映出我们对于问题领域的理解,正确的揭示我们的设计意图。其 实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系,大家在选择时可以作为一个依据,当然这是建立在对问题领域的理解上的,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的功能,那么上述的定义方式就要反过来了。
小结
1.abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系,一个类只能使用一次继承关系。但是,一个类却可以实现多个interface。
2.在abstract class 中可以有自己的数据成员,也可以有非abstarct的成员方法,而在interface中,只能够有静态的不能被修改的数据成员(也就是必须是static final的,不过在 interface中一般不定义数据成员),所有的成员方法都是abstract的。
3.abstract class和interface所反映出的设计理念不同。其实abstract class表示的是"is-a"关系,interface表示的是"like-a"关系。
4.实现抽象类和接口的类必须实现其中的所有方法。抽象类中可以有非抽象方法。接口中则不能有实现方法。
5.接口中定义的变量默认是public static 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.抽象类中的变量默认是 friendly 型,其值可以在子类中重新定义,也可以重新赋值。
7.接口中的方法默认都是 public,abstract 类型的。
结论
abstract class 和 interface 是 Java语言中的两种定义抽象类的方式,它们之间有很大的相似性。但是对于它们的选择却又往往反映出对于问题领域中的概 念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理,因为它们表现了概念间的不同的关系(虽然都能够实现需求的功能)。这其实也是语言的一种的惯用法,希望读者朋友能够细细体会。
转:二十一、详细解析Java中抽象类和接口的区别的更多相关文章
- 转载:详细解析Java中抽象类和接口的区别
在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制.正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力.abstract class和int ...
- 详细解析Java中抽象类和接口的区别
在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定 义的两种机制.正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力.abstract class和in ...
- 详细解析Java中抽象类和接口的区别(转)
转自:http://dev.yesky.com/436/7581936.shtml 在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制.正是由于这两种机 ...
- [转]详细解析Java中抽象类和接口的区别
在Java语言中, abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制.正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力.abstract class和int ...
- 2017.10.15 解析Java中抽象类和接口的区别
(1)在Java语言中,abstract class 和interface 是支持抽象类定义的两种机制. 正是由于这两种机制的存在,才赋予了Java强大的 面向对象能力.abstract class和 ...
- 关于JAVA中抽象类和接口的区别辨析
今天主要整理一下新学习的有关于Java中抽象类和接口的相关知识和个人理解. 1 抽象类 用来描述事物的一般状态和行为,然后在其子类中去实现这些状态和行为.也就是说,抽象类中的方法,需要在子类中进行重写 ...
- Java中抽象类和接口的区别?
深入理解Java的接口和抽象类 对于面向对象编程来说,抽象是它的一大特征之一.在Java中,可以通过两种形式来体现OOP的抽象:接口和抽象类.这两者有太多相似的地方,又有太多不同的地方.很多人在初学的 ...
- java中抽象类、接口及区别
转自:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html 一.抽象类 在了解抽象类之前,先来了解一下抽象方法.抽象方法是一种特殊的方法:它只有声明,而没 ...
- Java 中抽象类与接口的区别
TypeScript 中的接口,有点类似抽象类的概念.Java 中抽象类属于包含属性与抽象行为,而接口通常只是抽象行为.抽象类可以实现模板模式. 参考 https://www.cnblogs.com/ ...
随机推荐
- Asp.net 上传文件小叙(修改FileUpload显示文字等)
想要在asp.net网站上上传文件就得用到FileUpload,可是这个控件中“浏览”没法修改,可以使用html中<input type="file" 来解决该问题. 首先页 ...
- Java中到底有没有指针;同时注意引用和指针的区别
Java中引用的作用类似于指针,但是有区别:() (1) 指针必然指向一个内存地址,如果你定义的时候不指定,就会乱指(很可能造成安全隐患)但是引用定义出来后默认指向为空. (2) 指针可 ...
- 命令精解之DOS批处理
前言 最近对于批处理技术的探讨比较热,也有不少好的批处理程序发布,但是如果没有一定的相关知识恐怕不容易看懂和理解这些批处理文件,也就更谈不上自己动手编写了,古语云:“授人以鱼,不如授人以渔.”因为网上 ...
- Visual C++ 打印编程技术-编程基础
背景: windows产生前,操作系统(如DOS等)都不提供支持图像处理的打印机驱动程序,使得程序员为打印出图像,不得不针对使用的打印机 自己编写设备驱动程序,导致了大量的.不必要的重复开发. 随着w ...
- java 简单分页/总结
模型(实体) dao层 dao的实现daoimpl层 service层 然后是servlet 把service层加载到servlet中就可以传值了,马上就能看见效果了 jsp页面来了 当然不能忘了在L ...
- (二)Hibernate4 CRUD 体验
所有的学习我们必须先搭建好hibernate的环境(1.导入对应的jar包,2.hibernate.cfg.xml,3.XXXX.hbm.xml) 第一节:HibernateUtil 封装 导入对应的 ...
- eclipse中定位引用的源码
如图,在eclipse中,我想看BaseContoller是怎么实现的,将鼠标放上去,按住Ctrl单击左键就行了
- Codevs 1814 最长链
1814 最长链 时间限制: 1 s 空间限制: 256000 KB 题目等级 : 钻石 Diamond 题目描述 Description 现给出一棵N个结点二叉树,问这棵二叉树中最长链的长度为多少, ...
- 九度OJ 1078 二叉树遍历
题目地址:http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1078 题目描述: 二叉树的前序.中序.后序遍历的定义: 前序遍历:对任一子树,先访问跟,然后遍历其左子树,最后遍历 ...
- Graphviz使用简介(中文乱码的问题)
Graphviz使用简介 graphviz是基于dot语言的绘图工具,可以画有向图.无向图.关系图.目录图.流程图等.具体作用可见它的官方网站 一些参考的网址: http://www.open-ope ...