Java抽象类与接口全解析

# Java 抽象类与接口全解析 ## 1. 抽象类要点 抽象类在 Java 编程中有着独特的地位，以下是关于抽象类的一些要点： - **方法实现**：抽象类中的方法不一定要全部是抽象方法，类可以为部分方法提供实现，而其他方法保持抽象。甚至，即使一个类没有任何抽象方法，也可以将其声明为抽象类，不过这样的类不能被实例化。 - **私有方法限制**：私有方法不能是抽象的，因为子类无法重写私有方法，而抽象方法必须被重写。 - **变量声明**：虽然不能创建抽象类的实例，但可以使用抽象类作为类型来声明变量，该变量可以引用抽象类的任何子类的实例。 - **抽象与 final 冲突**：一个类不能同时被指定为抽象和 final。因为抽象类需要被继承才能使用，而 final 类不能被继承，所以同时指定这两个修饰符没有意义。 抽象类在 Java API 中被广泛使用，许多抽象类的名称以 “Abstract” 开头，如 AbstractBorder、AbstractCollection 和 AbstractMap，但也有很多抽象类并非如此，例如 System.in 使用的 InputStream 类就是抽象的。 ## 2. 接口概述 接口类似于抽象类，但有一些关键区别。接口只能包含抽象方法和 final 字段（常量），并且不能作为基类。类通过为接口声明的每个方法提供代码来实现接口。 接口相对于继承有两个优势： - **易于使用**：接口比抽象类更容易处理，因为在接口中无需担心提供任何实现细节。 - **多实现能力**：一个类只能继承一个其他类，但可以实现任意数量的接口。 ## 3. 创建基本接口 下面是一个定义单个方法的基本接口示例： ```java public interface Playable { void play(); } ``` 这个接口声明了任何实现 Playable 接口的类都必须为名为 play 的方法提供实现，该方法不接受参数且不返回值。 这个接口有一些有趣的细节： - **公共访问**：接口本身被声明为 public，以便其他类可以使用。与公共类一样，公共接口必须在同名文件中声明，因此这个接口必须在名为 Playable.java 的文件中。 - **命名规范**：接口的名称（Playable）是一个形容词。大多数接口使用形容词而不是名词命名，因为它们描述了实现该接口的类的额外能力或特性。例如，实现 Playable 接口的类代表可以被播放的对象。许多动词可以通过在末尾添加 -able 转换为形容词，这种类型的形容词常用于接口命名。 - **组合命名**：另一种常见的接口命名方式是将形容词与名词组合，以表明接口为特定类型的对象添加了某种能力。例如，可以将提供纸牌游戏特有方法的接口命名为 CardGame，该接口可能包含 deal、shuffle 和 getHand 等方法。 - **方法默认修饰符**：接口中的所有方法都被假定为 public 和 abstract。虽然可以在接口方法上显式编写 public 和 abstract 关键字，但这种编码方式被认为是不好的，因为这可能表明你认为默认修饰符是 private 而不是 abstract。 ## 4. 实现接口 要实现一个接口，类必须完成两件事： - 在类声明中指定 implements 子句。 - 为接口声明的每个方法提供实现。 以下是一个实现 Playable 接口的类的示例： ```java public class TicTacToe implements Playable { // additional fields and methods go here public void play() { // code that plays the game goes here } // additional fields and methods go here } ``` 在这个示例中，TicTacToe 类的声明指定了 implements Playable，然后类的主体包含了 play 方法的实现。 一个类可以实现多个接口，例如： ```java public class Hearts implements Playable, CardGame { // must implement methods of the Playable // and CardGame interfaces } ``` Hearts 类实现了两个接口：Playable 和 CardGame。 一个类还可以继承一个超类并实现一个或多个接口，例如： ```java public class Poker extends Game implements Playable, CardGame { // inherits all members of the Game class // must implement methods of the Playable // and CardGame interfaces } ``` ## 5. 使用接口作为类型 在 Java 中，接口是一种类型，就像类一样。因此，可以使用接口作为变量、参数或方法返回值的类型。 考虑以下代码片段： ```java Playable game = getGame(); game.play(); ``` 这里假设 getGame 方法返回一个实现了 Playable 接口的对象。在第一条语句中，该对象被赋值给一个 Playable 类型的变量，然后第二条语句调用该对象的 play 方法。 另一个（稍微复杂一些）的示例是，假设有一个名为 Dealable 的接口，定义了一个名为 deal 的方法，该方法接受要发的牌数作为参数： ```java public interface Dealable { void deal(int cards); } ``` 现在假设有一个名为 startGame 的方法，接受两个参数：一个 Dealable 对象和一个表示要玩的游戏的 String。该方法可能如下所示： ```java private void startGame(Dealable deck, String game) { if (game.equals("Poker")) deck.deal(5); else if (game.equals("Hearts")) deck.deal(13); else if (game.equals("Gin")) deck.deal(10); } ``` 假设还有一个名为 CardDeck 的类实现了 Dealable 接口，可以使用以下语句来开始一场 Hearts 游戏： ```java Dealable d = new CardDeck(); startGame(d, "Hearts"); ``` 注意，变量 d 被声明为 Dealable 类型，也可以将其声明为 CardDeck 类型： ```java CardDeck d = new CardDeck(); startGame(d, "Hearts"); ``` 因为 CardDeck 类实现了 Dealable 接口，所以它可以作为参数传递给 startGame 方法。 ## 6. 接口的更多用途 ### 6.1 添加字段到接口 除了抽象方法，接口还可以包含 final 字段，即常量。接口字段用于提供与接口相关的常量值。例如： ```java public interface GolfClub { int DRIVER = 1; int SPOON = 2; int NIBLICK = 3; int MASHIE = 4; } ``` 任何实现 GolfClub 接口的类都可以使用这四个字段（即常量）。 需要注意的是，接口字段自动被假