浅析Java抽象类与接口的区别

曾裕宗

摘要：抽象是Java语言的一种很重要的特性，可以通过两种形式来体现：abstract class（抽象类） 和interface（接口）。两者之间有很大的相似性，但也存在不一样的地方，该文结合笔者多年Java开发和教学经验，先分别阐述抽象类、接口，接着剖析两者之间的区别，然后给出一个案例来说明，最后做出总结。

关键词：抽象类；接口；继承；实现；区别

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）36-0202-02

抽象是任何一门面向对象编程语言的一种相当重要的特性，Java亦如此。Java OOP的抽象包含兩种：abstract class（抽象类） 和interface（接口）。从某种意义上讲，正是因为有了这两种抽象机制，Java才具备强大的 面向对象能力。它们两者之间有很大的相似性，在编程的时候，有时可以相互替换实现，但肯定也存在不一样的地方，否则Java就没必要搞两个概念机制了。本文结合笔者多年Java开发和教学经验，来剖析、阐述两者之间的区别，试图给众多Java初学者提供一些借鉴和参考。

首先，我们来讲抽象类。简单来说，包含抽象方法的类就叫抽象类。这里所说的抽象方法，是指只有方法头部，即方法名称，但没有最重要的方法实现的语句体，其定义格式为：

从定义中，我们看出：抽象类所包含的方法，可以是抽象方法，也可以是普通的实现方法，另外，抽象类也可以拥有成员变量（属性）。当然，它跟普通类还是有以下的区别：

1） 抽象类，其修饰符必须为public或者protected，不能是private，因为创建抽象类，就是要被其他类继承，用private修饰了，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法。

2） 抽象类不能用来创建对象，即抽象类不能被直接实例化，要通过其普通子类进行实例化。

3） 如果一个普通子类继承于一个抽象父类，则该类一定要重写实现该父类的抽象方法。如果该子类仍然是一个抽象类，这也是允许的，就不必重写实现该父类的抽象方法，但必须用abstract修饰。

接着，我们来讲接口。接口，也可以认为是一种特殊的抽象类，当然，它本质上不是类，它是一些方法特征的集合，但不可以有方法的实现。接口全部是由全局变量和公共的抽象方法组成，接口中的所有方法都是抽象方法，而且其修饰符必须是public类型，其定义格式为：

从定义中，我们看出：接口可以有全局成员变量，是一种超级抽象的类型，它比抽象类更加“抽象”。显然，我们不能直接通过接口来创建对象，而是要创建普通类，先实现接口，再通过普通类来创建对象，其语法定义：

从定义中，我们看出：普通类可以实现多个接口，再就是，如果是普通类实现接口，那么必须重写实现接口中的所有方法；如果实现接口的还是抽象类，则可以不必重写实现接口中的所有方法，还可以有自己的方法。

讲完了抽象类和接口，我们重点来论述两者之间的区别，总体来说，有两大方面的区别：

1 定义的语法不同

从定义中，我们看出：两者的关键词不同，抽象类是abstract class，而接口是Interface；抽象类可以有成员变量数据，也可以具有非抽象方法，但是接口则不同，它方法外只能定义的是常量（一般情况下不定义），而且它所有的方法都必须是抽象的。可以这么理解，接口是特殊的抽象类。子类只能继承一个父类或抽象类，但是它却可以实现多个接口，这叫子类的单继承、多实现。

2 设计理念层次不一样

1） 抽象级别不一样，抽象类是对整体类的抽象，包含属性和方法；而接口是对其中方法的抽象，即一般只是对其方法进行抽象。

2） 实现类的范围不同，抽象类，其实是从子类中提取共性部分，然后抽象出来，反之，子类继承该父类就可以了，也就是说里面的抽象方法一般来自同一个类别，而接口却可以跨越不同的类，实现它的子类可以不存在任何关系和共同之处，即接口中定义的抽象方法，在被不同的普通类实现时，即重写其抽象方法时，可以具有完全不同的行为，即语句体可以完全不同。举个例子，老虎、牛这些动物，来自同一类别，可以抽象成一个动物类，都有睡的行为；鸟、飞机都能飞，可以有Fly接口，但是，显然它们是没有共同父类的？所以，只能用接口写。也就是说，抽象类反映的是一种继承关系，父类和子类之间必须存在"is-a" 关系，而接口则不同，其同样的方法，在不同的地方，可以实现完全不一样的行为，体现的是"like-a"关系。

3） 设计方式不同，抽象类是要先有子类，然后才抽象出父类，是一种从下往上的构建法则；而接口不需要先有子类，它只需要定义一些抽象方法就行。比如前面提到的例子，假如我们只有一个老虎类，你肯定不能马上抽象成一个动物类，最起码还要有牛类，然后才可以找它们的共同点，形成一个动物抽象类，它是倒过来实现的。但是接口不一样，比如前面提到的飞，我们只需要事前定义好飞的行为接口，其后面的实现不管它，可以有完全不同的行为，也就是说，接口是从上向下设计出来的。

问题来了，假如再增加一个fly（ ）的功能，该怎么实现？

可以这么解决，将这个方法，连同之前的两个方法，一起放在抽象类里，但这样做有个问题，继承于这个抽象类的子类都带上了fly（ ）行为，但现实中，有些动物是不会飞的；也可以将这三个方法都放在接口里，但这样一来，有些只有飞功能的类就又不得不去实现这个接口中的eat（ ）和sleep（ ）方法，比如飞机，它没有eat（ ）和sleep（ ）方法。所以，这个解决办法不妥，最合理的解决方案是，应该将飞创建为一个接口，具有fly（）行为，而把Animal创建为一个抽象类，它具有eat和sleep两种方法。最后，创建一个类继承Animal抽象类和实现Fly接口，这样问题就科学的解决了，改进后的代码如下：

综上所述，Java抽象类与接口的区别，主要有以下5个方面：

1） 抽象类是特殊的类，它只能被继承一次，而接口可以被多次实现，这就是单继承、多实现。

2） 在抽象类中，其方法可以是抽象方法，也可以是实现方法，可以有全局成员变量；接口只能有抽象方法，只能有常量，且一般情况下不定义它。

3） 抽象类与接口，它们的设计理念不同。抽象类反映的是"is-a"关系，接口反映的是"like-a"关系。

4） 接口中定义的变量是public static final 型，且一定要赋初始值，它相当于一个常量，故实现类中不能再次定义，也就不能改变它的值。

5） 抽象类中定义的变量是普通的，它就是一个真正的变量，它的值可以在子类中再次定义，也可以重新赋值。

参考文献：

[1] 徐红.java程序设计.高等教育出版社，2013.

[2] 廖大强.面向多目标的云计算资源调度算法，计算机系统应用，2016，25（2）：180-189.