第4章 抽象类和接口

在面向对象编程中，抽象类和接口是两个重要的概念，它们用于定义不同类型的类结构，并支持代码的可重用性和灵活性。这一章将对抽象类和接口进行详细介绍，帮助你了解何时以及如何在你的程序中使用它们。

4.1 抽象类

4.1.1 什么是抽象类？

抽象类是一种不能实例化的类，它可能包含抽象方法（没有方法体的方法）和具体方法（有方法体的方法）。抽象类用于提供一个模板，让子类实现具体的功能。

4.1.2 为什么使用抽象类？

• 共同特性：当一组类共享一些共同的特性或行为时，可以将这些共同部分提取到一个抽象类中，以避免重复实现。
• 代码重用：抽象类允许我们在多个相关的子类中共享代码，提高代码的重用性。
• 实现细节隐藏：抽象类可以在子类中隐藏复杂的实现细节，只定义必要的接口给外界。

4.1.3 如何定义抽象类？

在Java中，使用abstract关键字定义抽象类，如下：

abstract class Animal {  
    abstract void makeSound(); // 抽象方法  
    void eat() {               // 具体方法  
        System.out.println("This animal eats");  
    }  
}  

4.2 接口

4.2.1 什么是接口？

接口是一种完全抽象的类，它定义了一组方法而不实现它们。接口用于定义某一特定功能可以被不同类实现。

4.2.2 为什么使用接口？

• 多重继承：由于Java不支持类的多重继承，但一个类可以实现多个接口，接口提供了一种实现多重继承的方式。
• 解耦合：接口将类的使用与实现分离，使程序更灵活，易于维护。
• 规范实现：接口规定了类必须实现的方法，提供一种协议化的支持，提高项目的代码一致性。

4.2.3 如何定义接口？

在Java中，使用interface关键字定义接口：

interface Flyable {  
    void fly();  
}  

4.3 抽象类与接口的比较

• 使用场景：

  • 抽象类适用于一组共享公共行为且需要共享代码的类。
  • 接口适合对行为进行约束和定义，尤其是多重实现。

• 方法实现：

  • 抽象类可以包含被实现的方法。
  • 接口中所有的方法默认是抽象的（Java 8+ 中可以包含默认方法和静态方法）。

• 变量：

  • 抽象类可以有实例变量。
  • 接口内的变量默认是public static final的，即常量。

4.4 实践与技巧

4.4.1 何时选择抽象类或接口？

• 如果需要提供基本行为或状态实现，使用抽象类。
• 如果需要定义一个功能契约并可以被多个不相关的类实现，选择接口。

4.4.2 混合使用

在实际开发中，可以结合使用抽象类和接口。例如，一个抽象类可以实现一个或多个接口。

通过对抽象类和接口的灵活运用，开发者能够设计出更为模块化、灵活和易于维护的程序结构。