Java 抽象类与接口

一、抽象类

1.1 抽象类的声明

可以这样认为，抽象类就是普通类抽象化的结果，它与普通类相比，同样具有属性、方法等，唯一的区别就是抽象类具有抽象的效果，即无法被实例化（如果可以被实例化，就失去抽象的意义了）。抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。而一些具体类（相对于抽象类而言的普通类）的父类一般就是抽象类或者其他基类。

这里要说明的一点就是，抽象类 ≠ 基类。基类一般而言都是非抽象类，从名字上可以知道，基类意为基本的类，应该是多个子类的同时继承的一个父类，此父类拥有这些子类所共用的属性和方法，也就是说，基类是这些子类的基本。而抽象类是具体类的抽象，两者完全不一样。此外，基类只是开发人员对多个子类的共同父类的一种说法而已，Java 中并没有专门的基类对象，但是抽象类是有的。

抽象类通过在 class 关键字前面添加 abstract 关键字来声明：

abstract class AbstractClassExample {}

抽象类无法被实例化，因此，当你执行以下语句时，将会触发报错：

abstract class AbstractClassExample {}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractClassExample abstractClassExample = new AbstractClassExample();
        // Error: AbstractClassExample 是抽象的; 无法实例化
    }
}

因此，我们应该通过继承抽象类来使用抽象类。抽象类的继承和普通类无异。

1.2 抽象方法

与抽象类相似，方法也可以被抽象化，这样的方法被称为抽象方法，其与普通方法的差异和抽象方法与普通方法的差异类似，但略有一些不同。抽象方法既然是抽象的，那就没有具体的实现过程，因此也就没有方法体了（就算有，也只能是空的，还不如没有，因此不允许有方法体）。

抽象方法的声明如下：

abstract class AbstractClassExample {
    abstract void abstractMethod(); // 此处的返回类型没有强制为 void，这里只是举例
}

这里要注意的几点是：

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类，但抽象类并不是一定要包含抽象方法；
• 抽象类被具体类继承后，其中的抽象方法必须被重写；
• static 关键字修饰的方法不能为抽象方法，因为含义上有冲突，使用方式也有冲突；

如果具体类不重写抽象方法，将会触发报错：

abstract class AbstractClassExample {
    abstract void abstractMethod();
}
 
class ConcreteChildClass extends AbstractClassExample {}
// Error: ConcreteChildClass不是抽象的, 并且未覆盖AbstractClassExample中的抽象方法abstractMethod()

那么，有一个问题，既然抽象类无法被实例化，那它能不能有构造方法呢？按道理说，不能被实例化，构造方法就没有用啊，存在的意义是什么呢？

但其实，在 Java 中，抽象类是可以有构造方法的。尽管抽象类无法被实例化，看似抽象类没有任何作用，但其实它可以被具体类继承，从而调用相关的方法。抽象类本就是具体类的抽象化，其本身具有抽象意义，但并不代表它不能拥有构造方法。

二、接口

接口在 Java 编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以 interface 关键字来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法（要实现，但并没有真的实现，只是描述有没有这样一个方法）。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

2.1 接口的声明

接口通过 interface 关键字来声明，interface 翻译过来就是接口的意思。

interface InterfaceExample {}

注意，接口是隐式抽象的，不需要显示对其使用 abstract 关键字进行修饰，其方法也是隐式抽象的，不必添加 abstract 关键字，当然，加了也不会报错，但是没必要。接口的方法也都是隐式公有的，因此也无需对其方法添加 public 关键字，加了不会报错，但是没必要。

注意，接口的方法隐式抽象并非指其只能为抽象的，也可以是非抽象的方法，如通过 static 关键字进行修饰后的方法就不是抽象方法。

接口是隐式抽象的，无法被实现，因此下面的代码将会报错：

abstract interface InterfaceExample {}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        InterfaceExample interfaceExample = new InterfaceExample();
        // Error: InterfaceExample 是抽象的; 无法实例化
    }
}

注意上面的报错信息，并没有说接口是抽象类，只是说它是抽象的，无法被实现。接口不是类，尽管两者在很多地方非常相似。

2.2 接口的实现

接口的实现有点类似于抽象类的实现，不过“继承”接口的方式不一样，不是通过 extends 关键字，而是通过 implements 关键字。implements 翻译过来就是实现的意思。

实现其的必须是类，如果这个类是抽象类，那么其不必将接口中的方法全部实现，如果是具体类，则需要将接口中全部的方法都实现，因为这些方法是隐式抽象的。

接口的实现，为什么要用 implements 关键字来声明，而不是继续用 extends 关键字呢？难道仅仅只是因为含义不同吗？这其实并不是 Java 当初故意设计的，而是因为 extends 关键字对于接口而已另有它用。实际上，类与接口之间的关系是下面这样的：

上图中，抽象类被包含在类里面了。“实现”（implements）一定会真正地实现方法的功能，即有方法体，且方法体中有具体的内容，而继承只是将其父类（父接口）的属性和方法“拿”过来用。简单说，“继承”就是“是不是”的问题，而“实现”就是“有没有”的问题。

可以这样简单的理解，接口之间的继承就类似于抽象类之间的继承，因为抽象类和接口真的非常相似，但必须明确，它们不是同一个东西，接口甚至都不是类。

此外，要注意，继承时只能继承一个类或者接口，但是实现可以一次多个接口。