JAVA中抽象类与接口的应用

摘 要：抽象类和接口是JAVA中两个非常重要的概念，它们的存在使JAVA面向对象的能力发挥得淋漓尽致。由于抽象类与接口在语法定义中有些相似之处，甚至在某些应用中可以相互替换完成相同的功能，因此经常被混淆。实际二者“形似神不似”，本论文通过介绍抽象类和接口的应用场合，论述两者的区别。

关键词：抽象类；接口；JAVA

中图分类号：TP312.1

抽象类和接口是JAVA中两个非常重要的概念，它们的应用体现了JAVA作为一门面向对象程序设计语言体现的多态性。两者在实际应用中经常被认为可以互相替换，以至被混淆。本论文通过实例详细介绍了抽象类和接口的应用场合和使用方法，帮助读者设计出更高效、更健壮的JAVA程序。

1 抽象类

在设计程序时，经常会用到abstract类。其原因是，abstract类只关心操作，但不关心这些操作具体的实现细节，可以使程序设计者把主要精力放在程序设计中，而不必拘泥于细节的实现。例如，在设计地图时，首先考虑地图最重要的轮廓，不必去考虑城市中的街道牌号等细节，细节应当由抽象类的非抽象子类去实现。使用多态进行程序设计的核心技术之一是使用上转型对象，即将abstract类声明的对象作为其子类对象的上转型对象，它可以调用子类重写的方法[1]。

1.1 抽象类的定义。用关键字abstract修饰的类称为abstract类（抽象类），例如：

abstract class Shape{

……

}

用关键字abstract修饰的方法称为abstract方法（抽象方法），例如：

abstract int min（int x，int y）；

对于abstract方法，只允许声明，不允许实现（即没有方法体），而且不允许使用final和abstract同时修饰一个方法，也不允许使用static修饰abstract方法。

（1）abstract类与abstract方法的关系。和普通类相比，abstract类中可以有abstract方法（普通类中不允许有抽象方法），也可以有非abstract方法；（2）abstract类不能被实例化。对于abstract类，不能用new运算符创建该类的对象，只能被继承。对于继承它的非抽象子类，要求实现抽象父类的所有抽象方法，这也是为什么抽象类中的方法不允许同时用final和abstract修饰的原因。

1.2 抽象类的应用。例：求常见平面图形（如三角形、圆、矩形和正方形等）的面积。利用抽象类，编写程序实现该功能。各种平面图形都可以求出其面积，但不同的形状求面积的方法不同，因此可以定义一个平面图形形状类Shape。Shape类有一个求面积的抽象方法（area），把它定义为抽象方法是因为不同的平面图形求法不同。圆（Circle）、矩形（Rectangle）和三角形（Triangle）都是Shape的子类，而正方形（Square）是矩形（Rectangle）中的一种特殊类型，因此是矩形的子类。

2 接口

前面讲了抽象类的应用，但在某些场合抽象类具有局限性，需要借助于接口来完成相应的功能。例如轿车、卡车、拖拉机、摩托车和客车都是机动车的子类，可以把机动车定义为一个抽象类。机动车中有“刹车”、“转向”等抽象方法，要求子类都实现“刹车”、“转向”，这是合理的。但如果机动车中还包含两个抽象方法“收取费用”和“调节温度”，所有子类都要重写“收取费用”和“调节温度”方法，这显然是不合理的。因为拖拉机不可能有这样的功能，而飞机、轮船等非机动车也具有“收取费用”和“调节温度”的行为。抽象类不适用了，这时就要应用接口来实现。

2.1 接口的声明。使用关键字interface来定义一个接口，接口定义和类的定义类似，分为接口声明和方法体部分。例如：

interface Printable{

final int max=100；

void add（）；

float sum（float x，float y）；

}

接口中只有常量和抽象方法两部分，不允许有变量和普通方法。接口中所有常量访问权限都是public，而且是static常量（public、static、final都可以省略）。抽象方法的访问权限也是public（抽象方法中的public、abstract也可以省略）。

2.2 接口的实现。在JAVA语言中，接口是由类来实现以便使用接口中的方法。一个类需要在声明中使用implements 关键字来实现一个或多个接口。如果一个非抽象类实现了一个接口，那么它必须要实现该接口中的所有抽象方法。在实现方法时，需要去掉abstract修饰符，并用public修饰（因为类的缺省修饰符是friendly）。抽象类可以实现接口中的抽象方法也可以直接拥有接口中的方法。

2.3 接口的应用。使用接口完成对生物（Biology）、动物（Animal）、人（Man）三个接口的定义。其中生物接口定义一个breathe（）方法；动物接口定义sleep（）和eat（）抽象方法；人接口定义think（）和study（）两个抽象方法。定义一个人（Person）类实现上述三个接口。

实现代码如下所示：

public interface Biology{

void breathe（）；

}

public interface Animal{

void sleep（）；

void eat（）；

}

public interface Man{

void think（）；

void study（）；

}

public class Person implements Biology，Animal，Man

{public void breathe（）{ Sysem.out.println（“吸进的是氧气，呼出的是二氧化碳”）；}

public void sleep（）{System.out.println（“保持充足的睡眠”）；}

public void eat（）{System.out.println（“膳食搭配要合理”）；}

public void think（）{System.out.println（“用心思考”）；}

public void study（）{System.out，println（“好好学习，天天向上”）；}

}

3 抽象类与接口的比较

尽管抽象类和接口有些相似的特性，但它们在本质上有很大区别：（1）抽象类在JAVA语言中体现的是一个“父与子”的关系，即抽象类与子类之间必须存在“子类是父类中一种”的关系，如抽象类“水果”与子类“苹果”之间就存在“苹果是一种水果”的关系。而接口与接口的实现者之间不必有“父与子”的关系，接口实现者只是具有接口定义的行为而已；（2）抽象类中可以定义非抽象方法，而接口中的所有方法都是抽象的；（3）接口中的数据成员只能是常量；（4）在抽象类中增加一个方法并赋予其默认的行为（即增加一个非抽象方法），并不一定要修改子类；但如果接口被修改了，即增加或去掉了某个功能，则所有实现了该接口的类一定要重新修改[2]。

参考文献：

[1]印.JAVA语言与面向对象的程序设计[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]张思民.JAVA语言程序设计[M].北京：清华大学出版社，2007.

作者简介：曲翠玉（1982-），女，管理科学与工程硕士，信息管理与信息系统专业讲师。

作者单位：大连理工大学 城市学院，辽宁大连 116600