抽象类与接口之间的区别.pdf

谈谈抽象类与接口的区别抽象类与接口的区别之一之一 一 抽象类 一 抽象类 抽象类是特殊的类 只是不能被实例化 除此以外 具有类的其他特性 重要的是抽象类可以包括抽象方法 这是普通 类所不能的 抽象方法只能声明于抽象类中 且不包含任何实现 派生类必须覆盖它们 另外 抽象类可以派生自一个 抽象类 可以覆盖基类的抽象方法也可以不覆盖 如果不覆盖 则其派生类必须覆盖它们 二 接口 二 接口 接口是引用类型的 类似于类 和抽象类的相似之处有三点 1 不能实例化 2 包含未实现的方法声明 3 派生类必须实现未实现的方法 抽象类是抽象方法 接口则是所有成员 不仅是方法包括其他成员 另外 接口有如下特性 接口除了可以包含方法之外 还可以包含属性 索引器 事件 而且这些成员都被定义为公有的 除此之外 不能包含 任何其他的成员 例如 常量 域 构造函数 析构函数 静态成员 一个类可以直接继承多个接口 但只能直接继承 一个类 包括抽象类 三 抽象类和接口的区别 三 抽象类和接口的区别 1 类是对对象的抽象 可以把抽象类理解为把类当作对象 抽象成的类叫做抽象类 而接口只是一个行为的规范或规定 微软的自定义接口总是后带 able 字段 证明其是表述一类类 我能做 抽象类更多的是定义在一系列紧密相关的 类间 而接口大多数是关系疏松但都实现某一功能的类中 2 接口基本上不具备继承的任何具体特点 它仅仅承诺了能够调用的方法 3 一个类一次可以实现若干个接口 但是只能扩展一个父类 4 接口可以用于支持回调 而继承并不具备这个特点 5 抽象类不能被密封 6 抽象类实现的具体方法默认为虚的 但实现接口的类中的接口方法却默认为非虚的 当然您也可以声明为虚的 7 接口 与非抽象类类似 抽象类也必须为在该类的基类列表中列出的接口的所有成员提供它自己的实现 但是 允 许抽象类将接口方法映射到抽象方法上 8 抽象类实现了 oop 中的一个原则 把可变的与不可变的分离 抽象类和接口就是定义为不可变的 而把可变的座位子 类去实现 9 好的接口定义应该是具有专一功能性的 而不是多功能的 否则造成接口污染 如果一个类只是实现了这个接口的中 一个功能 而不得不去实现接口中的其他方法 就叫接口污染 10 尽量避免使用继承来实现组建功能 而是使用黑箱复用 即对象组合 因为继承的层次增多 造成最直接的后果就 是当你调用这个类群中某一类 就必须把他们全部加载到栈中 后果可想而知 结合堆栈原理理解 同时 有心的朋 友可以留意到微软在构建一个类时 很多时候用到了对象组合的方法 比如 中 Page 类 有 Server Request 本页已使用福昕阅读器进行编辑 福昕软件 C 2 0 0 5 2 0 1 0 版权所有 仅供试用 等属性 但其实他们都是某个类的对象 使用 Page 类的这个对象来调用另外的类的方法和属性 这个是非常基本的一 个设计原则 11 如果抽象类实现接口 则可以把接口中方法映射到抽象类中作为抽象方法而不必实现 而在抽象类的子类中实现接 口中方法 四 抽象类和接口的使用 四 抽象类和接口的使用 1 如果预计要创建组件的多个版本 则创建抽象类 抽象类提供简单的方法来控制组件版本 2 如果创建的功能将在大范围的全异对象间使用 则使用接口 如果要设计小而简练的功能块 则使用接口 3 如果要设计大的功能单元 则使用抽象类 如果要在组件的所有实现间提供通用的已实现功能 则使用抽象类 4 抽象类主要用于关系密切的对象 而接口适合为不相关的类提供通用功能 以下是我在网上看到的几个形象比喻 真的非常不错 呵呵 1 飞机会飞 鸟会飞 他们都继承了同一个接口 飞 但是 F22 属于飞机抽象类 鸽子属于鸟抽象类 2 就像铁门木门都是门 抽象类 你想要个门我给不了 不能实例化 但我可以给你个具体的铁门或木门 多态 而且只能是门 你不能说它是窗 单继承 一个门可以有锁 接口 也可以有门铃 多实现 门 抽象类 定义 了你是什么 接口 锁 规定了你能做什么 一个接口最好只能做一件事 你不能要求锁也能发出声音吧 接口污染 接口与抽象类中的域 方法比较 接口中域 默认为static final public 一般为常量 但是也可以非常量表达式 初始化 这些域不是接口的一部分 但是被存储在该接口的静态存储区内 抽象类中的域 和普通类的域一样 可以被继承 可以是private 可以为static 接口中的方法 默认为public 不能有具体实现 抽象类中的方法 包含具体方法和抽象方法两类 具体方法默认为虚的 抽象方 法在申 明时 不能是private的 不能有具体实现 抽象类在实现 接口的时候 可以不具体的实现 某一个接口方法 而任由 其子类去实 现 谈抽象类与接口的区别之二谈抽象类与接口的区别之二 abstract class 和 interface 是 Java 语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制 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 一 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 二 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 广义的抽象类用 于提取抽象概念 广义的抽象类用 于封装隐藏 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 abstarct 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 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 三 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 本文将从另一个层面 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 abstarct 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表现 的是一种继承关系 派生 类 和父 类之间是一种 is a 关系 interface表现 为一种类比关系 实现 类与接口之 间是一种 like a 关系 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 Priciple 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