《Java基础知识》Java抽象类，接口的概念和使用

1.抽象类

在自上而下的继承层次结构中，位于上层的类更具有通用性，甚至可能更加抽象。从某种角度看，祖先类更加通用，它只包含一些最基本的成员，人们只将它作为派生其他类的基类，而不会用来创建对象。甚至，你可以只给出方法的定义而不实现，由子类根据具体需求来具体实现。

这种只给出方法定义而不具体实现的方法被称为抽象方法，抽象方法是没有方法体的，在代码的表达上就是没有“{}”。包含一个或多个抽象方法的类也必须被声明为抽象类。

使用 abstract 修饰符来表示抽象方法和抽象类。

抽象类除了包含抽象方法外，还可以包含具体的变量和具体的方法。类即使不包含抽象方法，也可以被声明为抽象类，防止被实例化。

抽象类不能被实例化，抽象方法必须在子类中被实现。请看下面的代码：

public abstract class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("动物爱吃饭");
    }
    //抽象方法在抽象类中只能声明，不能具体实现
    abstract void breath();
    void sleep() {
        System.out.println("动物在睡觉");
    }
}

public class tiger extends Animal {
    @Override
        //在此处实现抽象方法
    void breath() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("老虎在呼吸");
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 错误，程序会报错
        //报错原因：抽象类不能进行实例化操作
        //Animal Tiger = new Animal();

        //只能用子类进行实例化
        Animal Tiger = new tiger();
        Tiger.breath();
        Tiger.eat();
        Tiger.sleep();
    }
}

运行结果： 

抽象类特点：

1.抽象类中不一定含有抽象方法；但抽象方法一定在抽象类中。
2.抽象类不具备实际功能，只能用于派生子类。
3.抽象类中可以包含构造函数，但是构造函数不能被声明成抽象。抽象类中的成员方法包括一般方法和抽象方法。
4.抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰。
5.抽象类不可以用new创建对象，必须由子类复写所有抽象方法后，建立子类对象调用。
6.抽象类中的抽象方法要被使用，必须要子类复写所有的抽象方法后，建立子类调用。如果子类只复写了部分抽象方法，那么该子类还是一个抽象类。
7.抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法）。

 

2.接口

在抽象类中，可以包含一个或多个抽象方法；但在接口(interface)中，所有的方法必须都是抽象的，不能有方法体，它比抽象类更加“抽象”。

接口使用 interface 关键字来声明，可以看做是一种特殊的抽象类，可以指定一个类必须做什么，而不是规定它如何去做。

现实中也有很多接口的实例，比如说串口电脑硬盘，Serial ATA委员会指定了Serial ATA 2.0规范，这种规范就是接口。Serial ATA委员会不负责生产硬盘，只是指定通用的规范。

希捷、日立、三星等生产厂家会按照规范生产符合接口的硬盘，这些硬盘就可以实现通用化，如果正在用一块160G日立的串口硬盘，现在要升级了，可以购买一块320G的希捷串口硬盘，安装上去就可以继续使用了。

下面的代码可以模拟Serial ATA委员会定义以下串口硬盘接口：

//串行硬盘接口
public interface SataHdd {
    //连接线的数量
    public static final int CONNECT_LINE=4;
    //写数据
    public void writeData(String data);
    //读数据
    public String readData();
}

注意：接口中声明的成员变量默认都是 public static final 的，必须显示的初始化。因而在常量声明时可以省略这些修饰符。

接口是若干常量和抽象方法的集合，目前看来和抽象类差不多。确实如此，接口本就是从抽象类中演化而来的，因而除特别规定，接口享有和类同样的“待遇”。比如，源程序中可以定义多个类或接口，但最多只能有一个public 的类或接口，如果有则源文件必须取和public的类和接口相同的名字。和类的继承格式一样，接口之间也可以继承，子接口可以继承父接口中的常量和抽象方法并添加新的抽象方法等。

但接口有其自身的一些特性，归纳如下。

1) 接口中只能定义抽象方法，这些方法默认为 public abstract 的，因而在声明方法时可以省略这些修饰符。试图在接口中定义实例变量、非抽象的实例方法及静态方法，都是非法的。例如：

//串行硬盘接口
public interface SataHdd {
    //连接线的数量
    public static final int CONNECT_LINE=4;
    //写数据
    public static void writeData(String data); //编译出错，接口中不能包含静态方法
    //读数据
    public String readData(){  
        return "数据";    //编译出错，接口中只能包含抽象方法，
    }
}

2) 接口中没有构造方法，不能被实例化。

3) 一个接口不实现另一个接口，但可以继承多个其他接口。接口的多继承特点弥补了类的单继承。例如：

//串行硬盘接口
public interface SataHdd extends A,B{
    //连接线的数量
    public static final int CONNECT_LINE=4;
    //写数据
    public void writeData(String data); //编译出错，接口中不能包含静态方法
    //读数据
    public String readData();
}

public interface A {
    public void a();
}

public interface B {
    public void b();
}

为什么使用接口
大型项目开发中，可能需要从继承链的中间插入一个类，让它的子类具备某些功能而不影响它们的父类。例如 A -> B -> C -> D -> E，A 是祖先类，如果需要为C、D、E类添加某些通用的功能，最简单的方法是让C类再继承另外一个类。但是问题来了，Java 是一种单继承的语言，不能再让C继承另外一个父类了，只到移动到继承链的最顶端，让A再继承一个父类。这样一来，对C、D、E类的修改，影响到了整个继承链，不具备可插入性的设计。

接口是可插入性的保证。在一个继承链中的任何一个类都可以实现一个接口，这个接口会影响到此类的所有子类，但不会影响到此类的任何父类。此类将不得不实现这个接口所规定的方法，而子类可以从此类自动继承这些方法，这时候，这些子类具有了可插入性。

我们关心的不是哪一个具体的类，而是这个类是否实现了我们需要的接口。

接口提供了关联以及方法调用上的可插入性，软件系统的规模越大，生命周期越长，接口使得软件系统的灵活性和可扩展性，可插入性方面得到保证。

接口在面向对象的 Java 程序设计中占有举足轻重的地位。事实上在设计阶段最重要的任务之一就是设计出各部分的接口，然后通过接口的组合，形成程序的基本框架结构。

接口的使用
接口的使用与类的使用有些不同。在需要使用类的地方，会直接使用new关键字来构建一个类的实例，但接口不可以这样使用，因为接口不能直接使用 new 关键字来构建实例。

接口必须通过类来实现(implements)它的抽象方法，然后再实例化类。类实现接口的关键字为implements。

如果一个类不能实现该接口的所有抽象方法，那么这个类必须被定义为抽象方法。

不允许创建接口的实例，但允许定义接口类型的引用变量，该变量指向了实现接口的类的实例。

一个类只能继承一个父类，但却可以实现多个接口。

实现接口的格式如下：
修饰符 class 类名 extends 父类 implements 多个接口 {
实现方法
}
请看下面的例子：

//串行硬盘接口
public interface SataHdd{
    //连接线的数量
    public static final int CONNECT_LINE=4;
    //写数据
    public void writeData(String data); //编译出错，接口中不能包含静态方法
    //读数据
    public String readData();
}

public interface fixHdd {
    // 维修地址
    String address = "北京市海淀区";
    // 开始维修
    boolean doFix();
}

public class SeagateHdd implements SataHdd, fixHdd {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("写入成功");
    }

    @Override
    public String readData() {
        return "数据";
    }

    @Override
    public boolean doFix() {
        return true;
    }
}

public class SamsungHdd implements SataHdd {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("写入成功");
    }

    @Override
    public String readData() {
        return "数据";
    }
}

public abstract class XXHdd implements SataHdd{
    @Override
    public String readData() {
        return "数据";
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        SataHdd sh1=new SeagateHdd(); //初始化希捷硬盘
        SataHdd sh2=new SamsungHdd(); //初始化三星硬盘
    }
}

接口作为类型使用

接口作为引用类型来使用，任何实现该接口的类的实例都可以存储在该接口类型的变量中，通过这些变量可以访问类中所实现的接口中的方法，Java 运行时系统会动态地确定应该使用哪个类中的方法，实际上是调用相应的实现类的方法。

示例如下：

public class B implements A {
    public int doSth() {
        System.out.println("now in B");
        return 123;
    }
}

public interface A {
    public int doSth();
}

public class Demo {

    public void test1(A a) {
        a.doSth();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Demo d = new Demo();
        A a = new B();
        d.test1(a);
    }
}

运行结果：

大家看到接口可以作为一个类型来使用，把接口作为方法的参数和返回类型。

 

参考：https://blog.csdn.net/Javaxuxuexi/article/details/92190833

           https://www.jb51.net/article/134268.htm

           https://blog.csdn.net/zascvdt/article/details/94899825