教你快速认识Java中的抽象类和接口

引言

在Java的面向对象编程中，抽象类和接口是实现抽象化的两种主要方式。它们都可以用来定义未来的类应该遵循的模板和契约。尽管它们在某些方面有相似之处，但也有各自独特的特点和使用场景。

抽象类（Abstract Class）

抽象类的概念

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，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。

抽象类的图标

普通类的图标如下：

抽象类的图标如下：

抽象类的语法

在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体。

// 抽象类：被abstract修饰的类
public abstract class Shape {
    // 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
    abstract public void draw();
}

抽象类是用来捕捉子类的通用特性的类。它不能被实例化，只能被继承。

注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法。

抽象类的特点

抽象类不能直接实例化对象。

//Shape shape = new Shape();//去掉Shape前的//会编译报错

抽象方法不能被private修饰。
抽象方法不能被final和static修饰，因为抽象方法要被子类重写。
抽象类必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也是抽象类，必须要使用abstract修饰（但总要有一个子类来重写抽象方法（正所谓，出来混，迟早要还的））。
抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类。
抽象类中可以有构造方法，供子类创建对象时，初始化父类的成员变量。

接口（Interface）

接口的概念

接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。接口是一种完全抽象的类（比抽象类还抽象的类），它允许我们定义某些方法必须由实现接口的类来实现。

接口的图标

接口的图标如下：

接口的语法

接口的定义格式与定义类的格式基本相同，将class关键字换成 interface 关键字，就定义了一个接口。

public interface 接口名称{
    // 抽象方法
    public abstract void method();
}

public abstract是固定搭配默认就有，可以不写（也推荐不写，以此来提高代码的简洁性）：

public interface 接口名称{
    // 抽象方法
    void method();
}

注意：创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头。

接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法。

public class 类名称 implements 接口名称{
    // ...
}

接口的特点

接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象。
接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是public abstract，其他修饰符都会报错。
接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现。
重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限，必须用public修饰。
接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量。
接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class。
如果类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类。

接口的使用

代码示例如下：

class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}

interface IFlying {
    void fly();
}

interface IRunning {
    void run();
}

interface ISwimming {
    void swim();
}

class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {
    public Duck(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name + "用翅膀飞");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "用腿跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "在水上游");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Duck duck = new Duck("鸭鸭");
        duck.run();
        duck.swim();
        duck.fly();
    }
}

代码运行结果为：

上面的代码展示了Java面向对象编程中最常见的用法：一个类继承一个父类，同时实现多种接口。继承表达的含义是：is-a语义, 而接口表达的含义是：具有某某特性。

接口的意义

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的。接口可以继承一个接口，达到复用的效果。使用 extends 关键字。

interface IRunning {
    void run();
}

interface ISwimming {
    void swim();
}

// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
}

class Frog implements IAmphibious {
    //...
}

通过接口继承创建一个新的接口IAmphibious表示 "两栖的"。此时实现接口创建的Frog类，就继续要实现 run 方法，也需要实现 swim 方法（接口间的继承相当于把多个接口合并在一起）。

抽象类与接口的区别

继承与实现：类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
构造器：抽象类可以有构造器，而接口不能有。
成员变量：抽象类可以有任何类型的成员变量，而接口中的变量默认是public static final类型。
方法：抽象类可以有非抽象方法，接口中的方法（在Java 8之前）必须是抽象的。

核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。

注意：抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验，像Animal这样的类我们并不会直接使用，而是使用它的子类。万一不小心创建了Animal的实例，编译器会及时提醒我们。

Object类

Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。Object类是所有类的父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。

代码演示如下：

class Person {
}

class Student {
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        function(new Person());
        function(new Student());
    }

    public static void function(Object obj) {
        System.out.println(obj);
    }
}

输出结果为：