JAVA中抽象類與接口的應(yīng)用

摘 要：抽象類和接口是JAVA中兩個(gè)非常重要的概念，它們的存在使JAVA面向?qū)ο蟮哪芰Πl(fā)揮得淋漓盡致。由于抽象類與接口在語法定義中有些相似之處，甚至在某些應(yīng)用中可以相互替換完成相同的功能，因此經(jīng)常被混淆。實(shí)際二者“形似神不似”，本論文通過介紹抽象類和接口的應(yīng)用場合，論述兩者的區(qū)別。

關(guān)鍵詞：抽象類；接口；JAVA

中圖分類號：TP312.1

抽象類和接口是JAVA中兩個(gè)非常重要的概念，它們的應(yīng)用體現(xiàn)了JAVA作為一門面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言體現(xiàn)的多態(tài)性。兩者在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常被認(rèn)為可以互相替換，以至被混淆。本論文通過實(shí)例詳細(xì)介紹了抽象類和接口的應(yīng)用場合和使用方法，幫助讀者設(shè)計(jì)出更高效、更健壯的JAVA程序。

1 抽象類

在設(shè)計(jì)程序時(shí)，經(jīng)常會用到abstract類。其原因是，abstract類只關(guān)心操作，但不關(guān)心這些操作具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以使程序設(shè)計(jì)者把主要精力放在程序設(shè)計(jì)中，而不必拘泥于細(xì)節(jié)的實(shí)現(xiàn)。例如，在設(shè)計(jì)地圖時(shí)，首先考慮地圖最重要的輪廓，不必去考慮城市中的街道牌號等細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)由抽象類的非抽象子類去實(shí)現(xiàn)。使用多態(tài)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的核心技術(shù)之一是使用上轉(zhuǎn)型對象，即將abstract類聲明的對象作為其子類對象的上轉(zhuǎn)型對象，它可以調(diào)用子類重寫的方法[1]。

1.1 抽象類的定義。用關(guān)鍵字abstract修飾的類稱為abstract類（抽象類），例如：

abstract class Shape{

……

}

用關(guān)鍵字abstract修飾的方法稱為abstract方法（抽象方法），例如：

abstract int min（int x，int y）；

對于abstract方法，只允許聲明，不允許實(shí)現(xiàn)（即沒有方法體），而且不允許使用final和abstract同時(shí)修飾一個(gè)方法，也不允許使用static修飾abstract方法。

（1）abstract類與abstract方法的關(guān)系。和普通類相比，abstract類中可以有abstract方法（普通類中不允許有抽象方法），也可以有非abstract方法；（2）abstract類不能被實(shí)例化。對于abstract類，不能用new運(yùn)算符創(chuàng)建該類的對象，只能被繼承。對于繼承它的非抽象子類，要求實(shí)現(xiàn)抽象父類的所有抽象方法，這也是為什么抽象類中的方法不允許同時(shí)用final和abstract修飾的原因。

1.2 抽象類的應(yīng)用。例：求常見平面圖形（如三角形、圓、矩形和正方形等）的面積。利用抽象類，編寫程序?qū)崿F(xiàn)該功能。各種平面圖形都可以求出其面積，但不同的形狀求面積的方法不同，因此可以定義一個(gè)平面圖形形狀類Shape。Shape類有一個(gè)求面積的抽象方法（area），把它定義為抽象方法是因?yàn)椴煌钠矫鎴D形求法不同。圓（Circle）、矩形（Rectangle）和三角形（Triangle）都是Shape的子類，而正方形（Square）是矩形（Rectangle）中的一種特殊類型，因此是矩形的子類。

2 接口

前面講了抽象類的應(yīng)用，但在某些場合抽象類具有局限性，需要借助于接口來完成相應(yīng)的功能。例如轎車、卡車、拖拉機(jī)、摩托車和客車都是機(jī)動車的子類，可以把機(jī)動車定義為一個(gè)抽象類。機(jī)動車中有“剎車”、“轉(zhuǎn)向”等抽象方法，要求子類都實(shí)現(xiàn)“剎車”、“轉(zhuǎn)向”，這是合理的。但如果機(jī)動車中還包含兩個(gè)抽象方法“收取費(fèi)用”和“調(diào)節(jié)溫度”，所有子類都要重寫“收取費(fèi)用”和“調(diào)節(jié)溫度”方法，這顯然是不合理的。因?yàn)橥侠瓩C(jī)不可能有這樣的功能，而飛機(jī)、輪船等非機(jī)動車也具有“收取費(fèi)用”和“調(diào)節(jié)溫度”的行為。抽象類不適用了，這時(shí)就要應(yīng)用接口來實(shí)現(xiàn)。

2.1 接口的聲明。使用關(guān)鍵字interface來定義一個(gè)接口，接口定義和類的定義類似，分為接口聲明和方法體部分。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兩部分，不允許有變量和普通方法。接口中所有常量訪問權(quán)限都是public，而且是static常量（public、static、final都可以省略）。抽象方法的訪問權(quán)限也是public（抽象方法中的public、abstract也可以省略）。

2.2 接口的實(shí)現(xiàn)。在JAVA語言中，接口是由類來實(shí)現(xiàn)以便使用接口中的方法。一個(gè)類需要在聲明中使用implements 關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口。如果一個(gè)非抽象類實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口，那么它必須要實(shí)現(xiàn)該接口中的所有抽象方法。在實(shí)現(xiàn)方法時(shí)，需要去掉abstract修飾符，并用public修飾（因?yàn)轭惖娜笔⌒揎椃莊riendly）。抽象類可以實(shí)現(xiàn)接口中的抽象方法也可以直接擁有接口中的方法。

2.3 接口的應(yīng)用。使用接口完成對生物（Biology）、動物（Animal）、人（Man）三個(gè)接口的定義。其中生物接口定義一個(gè)breathe（）方法；動物接口定義sleep（）和eat（）抽象方法；人接口定義think（）和study（）兩個(gè)抽象方法。定義一個(gè)人（Person）類實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)接口。

實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：

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（“吸進(jìn)的是氧氣，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（“好好學(xué)習(xí)，天天向上”）；}

}

3 抽象類與接口的比較

盡管抽象類和接口有些相似的特性，但它們在本質(zhì)上有很大區(qū)別：（1）抽象類在JAVA語言中體現(xiàn)的是一個(gè)“父與子”的關(guān)系，即抽象類與子類之間必須存在“子類是父類中一種”的關(guān)系，如抽象類“水果”與子類“蘋果”之間就存在“蘋果是一種水果”的關(guān)系。而接口與接口的實(shí)現(xiàn)者之間不必有“父與子”的關(guān)系，接口實(shí)現(xiàn)者只是具有接口定義的行為而已；（2）抽象類中可以定義非抽象方法，而接口中的所有方法都是抽象的；（3）接口中的數(shù)據(jù)成員只能是常量；（4）在抽象類中增加一個(gè)方法并賦予其默認(rèn)的行為（即增加一個(gè)非抽象方法），并不一定要修改子類；但如果接口被修改了，即增加或去掉了某個(gè)功能，則所有實(shí)現(xiàn)了該接口的類一定要重新修改[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]印旻.JAVA語言與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2]張思民.JAVA語言程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

作者簡介：曲翠玉（1982-），女，管理科學(xué)與工程碩士，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)講師。

作者單位：大連理工大學(xué) 城市學(xué)院，遼寧大連 116600