详细解析抽象类和接口的区别

abstractclass和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，才赋予了Java强大的面向对象能力。abstractclass和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性，甚至可以相互替换，因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstractclass和interface的选择显得比较随意。其实，两者之间还是有很大的区别的，对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析，试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。 qxy} G<?K  
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理解抽象类 Ud
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abstractclass和interface在Java语言中都是用来进行抽象类（本文中的抽象类并非从abstractclass翻译而来，它表示的是一个抽象体，而abstractclass为Java语言中用于定义抽象类的一种方法，请读者注意区分）定义的，那么什么是抽象类，使用抽象类能为我们带来什么好处呢？ e]4bIq=!  
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在面向对象的概念中，我们知道所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、设计中得出的抽象概念，是对一系列看上去不同，但是本质上相同的具体概念的抽象。比如：如果我们进行一个图形编辑软件的开发，就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念，它们是不同的，但是它们又都属于形状这样一个概念，形状这个概念在问题领域是不存在的，它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。 'Ep'^l:  
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在面向对象领域，抽象类主要用来进行类型隐藏。我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述，但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类，而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体，因此它可以是不允许修改的；同时，通过从这个抽象体派生，也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知道，为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-ClosedPrinciple)，抽象类是其中的关键所在。 '58r#v+V  
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从语法定义层面看abstractclass和interface /rmBSH>/  
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在语法层面，Java语言对于abstractclass和interface给出了不同的定义方式，下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。 3ND,tK  
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使用abstractclass的方式定义Demo抽象类的方式如下： ;8_5!uyR  
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abstractclassDemo｛ 1ieuM  
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abstractvoidmethod1(); c$Qiwv7m,  
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abstractvoidmethod2(); &=h'd*Fb7M  
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使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下： yX\m.psS  
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interfaceDemo{ 1$0rsPbxj  
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voidmethod1(); !3PkCv  
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在abstractclass方式中，Demo可以有自己的数据成员，也可以有非abstarct的成员方法，而在interface方式的实现中，Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是staticfinal的，不过在interface中一般不定义数据成员），所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说，interface是一种特殊形式的abstractclass。 w9!Y!bF  
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从编程的角度来看，abstractclass和interface都可以用来实现"designbycontract"的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。 k<# TS%N  
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首先，abstractclass在Java语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。但是，一个类却可以实现多个interface。也许，这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。 %kpRPK\  
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其次，在abstractclass的定义中，我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中，方法却不能拥有默认行为，为了绕过这个限制，必须使用委托，但是这会增加一些复杂性，有时会造成很大的麻烦。
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在抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题，那就是可能会造成维护上的麻烦。因为如果后来想修改类的界面（一般通过abstractclass或者interface来表示）以适应新的情况（比如，添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时，就会非常的麻烦，可能要花费很多的时间（对于派生类很多的情况，尤为如此）。但是如果界面是通过abstractclass来实现的，那么可能就只需要修改定义在abstractclass中的默认行为就可以了。 H4G>h !  
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同样，如果不能在抽象类中定义默认行为，就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中，违反了"onerule，oneplace"原则，造成代码重复，同样不利于以后的维护。因此，在abstractclass和interface间进行选择时要非常的小心。 |O"E'/rE  
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从设计理念层面看abstractclass和interface Y>B&8b,  
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上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstractclass和interface的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面：abstractclass和interface所反映出的设计理念，来分析一下二者的区别。作者认为，从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。 <YN4[*, -  
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前面已经提到过，abstarctclass在Java语言中体现了一种继承关系，要想使得继承关系合理，父类和派生类之间必须存在"isa"关系，即父类和派生类在概念本质上应该是相同的（参考文献〔3〕中有关于"isa"关系的大篇幅深入的论述，有兴趣的读者可以参考）。对于interface来说则不然，并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的，仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解，下面将通过一个简单的实例进行说明。 @#"U,w  
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考虑这样一个例子，假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念，该Door具有执行两个动作open和close，此时我们可以通过abstractclass或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型，定义方式分别如下所示： r5EDmq@+e  
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使用abstractclass方式定义Door： bOjfib^  
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abstractclassDoor{ 7j~L27  
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abstractvoidopen(); ^=y-F
}iz  
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abstractvoidclose()； XcP{][  
fA1/< v  
} M4vbz [U  
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使用interface方式定义Door： 1=Ew3PI~  
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interfaceDoor{ D;}U#I5D7  
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voidopen(); P?Cqa[;^  
*yhZ-  
voidclose(); L2gsI  
:Atn+yI  
} 2s>G68t  
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其他具体的Door类型可以extends使用abstractclass方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstractclass和interface没有大的区别。