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© zhaishuang 中级黑马   /  2012-4-20 03:10  /  2221 人查看  /  4 人回复  /   0 人收藏 转载请遵从CC协议 禁止商业使用本文

回顾了一下视频,两者都是不完全类。但编程时候怎么区分用哪个呢,希望有人能讲解一下,最好带例子。

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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。

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.




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。


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,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(参考文献〔3〕中有关于"is a"关系的大篇幅深入的论述,有兴趣的读者可以参考)。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。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:

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 AlarmDoor 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。
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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:

  接口是引用类型的,类似于类,更和抽象类有所相似,以至于很多人对抽象类和接口的区别比较模糊。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)。

  接口实例

  public delegate void Del();

  public interface ITest

  {

  //int ?a = null;

  int A

  {

  get;

  }

  void Test();

  event Del OnDel;

  int this[int index]

  {

  get;

  set;

  }

  }

  注意!还有另外一种类不能被实例化:

  所有构造函数都被标记为private,这种类也是不能被实例化的,严格的说是不能在类外被实例化,可以在此类的内部实例化(这种方式可以用于实现单件设计模式)。注意一点,这样的类也不能够作为基类来继承。

  三、抽象类和接口的使用:

  抽象类用于部分实现一个类,再由用户按需求对其进行不同的扩展和完善;接口只是定义一个行为的规范或规定。

  抽象类在组件的所有实现间提供通用的已实现功能;接口创建在大范围全异对象间使用的功能。

  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。

  抽象类主要用于设计大的功能单元;而接口用于设计小而简练的功能块。

  例如:

  Window窗体可以用抽象类来设计,可以把公有操作和属性放到一个抽象类里,让窗体和对话框继承自这个抽象类,再根据自己的需求进行扩展和完善。

  打印操作可以作为一个接口提供给每个需要此功能的窗体,因为窗体的内容不同,就要根据他们自己的要求去实现自己的打印功能。打印时只通过接口来调用,而不用在乎是那个窗体要打印。

  -----------------------

  二。

  类和接口有何区别?

  从书上摘下来的,还是比较好懂的:

  1.抽象类是一个不完全的类,需要进一步专业化.接口只是一个行为的规范或规定;

  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.

  有些直接就是接口与类的区别.第四点我不是很明白......

  一个类如果要实现某个接口,除非它实现了该接口中承诺的所有方法,否则(即未实现或者仅仅实现部分方法),该类必须被声明为抽象类.而该类的子类也继承了这一特性

  1.抽象类是一个不完全的类,需要进一步专业化.接口只是一个行为的规范或规定;

  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.

  如果预计要创建组件的多个版本,则 创建抽象类。抽象类提供简单易行的方法来控制组件版本。通过更新基类,所有继承类都随更改自动更新。另一方面,接口一旦创建就不能更改。如果需要接口的新版本,必须创建一个全新的接口。

  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。

  抽象类应主要用于关系密切的对象,而接口最适合为不相关的类提供通用功能。

  如果要设计小而简练的功能块,则使用接口。

  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。抽象类允许部分实现类,而接口不包含任何成员的实现
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这是我从网上看到的别人总结的二者的区别,希望对你有所帮助。

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。
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