解析JavaSe的抽象类和接口

目录

• 1. 抽象类和抽象方法
• 2. 相关面试题
• 1、抽象类必须要有抽象方法吗？
• 2、普通类和抽象类有哪些区别？
• 3、抽象类能使用 final 修饰吗？
• 3. 接口
• 3.1 接口中的常量
• 3.2 接口中的方法
• 3.2.1 接口中的普通方法
• 3.2.2 接口中的静态方法
• 3.2.3 接口中的默认方法
• 3.3 接口中的接口和枚举类
• 3.4 接口和抽象类
• 总结

1. 抽象类和抽象方法

抽象方法和抽象类必须使用abstract修饰符来定义，有抽象方法的类只能被定义成抽象类，抽象类里可以没有抽象方法。抽象方法和抽象类的规则如下：

(1) 抽象类和抽象方法必须使用abstract修饰符来修饰，抽象方法不能有方法体。

(2) 抽象类不能被实例化，无法使用new关键字来调用抽象类的构造器创建抽象类的实例。即使抽象类里不包含抽象方法，这个抽象类也不能创建实例。

(3) 抽象类可以包含Field、方法、构造器、初始化块、内部类、枚举类6种成分。抽象类的构造器不能用于创建实例，主要是用于被其子类调用。

(4) 含有抽象方法的类只能被定义成抽象类。

(5) abstract不能用于修饰Field，不能用于修饰局部变量，即没有抽象变量、没有抽象Field等说法；abstract也不能用于修饰构造器，没有抽象构造器，抽象类里定义的构造器只能是普通构造器。

定义抽象方法只需在普通方法上增加abstract修饰符，并把普通方法的方法体（也就是方法后花括号括起来的部分）全部去掉，并在方法后增加分号即可。

public abstract class Person {
    // 初始化块
    {
        System.out.println("执行Person类的初始化块");
    }
    private int age;
    // 该构造器并不是为了创建对象，而是为了子类调用
    public Person(){
    }
    public Person(int age){
        this.age = age;
    }
    // 抽象方法，没有方法体
    public abstract void show();
    public void test(){
        System.out.println("非抽象方法");
    }
}

抽象类不能用于创建实例，只能当作父类被其他子类继承。

public class Student extends Person {
    public Student(int age){
        super(age);
    }
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("重写抽象类中的抽象方法");
    }
}

注意：

(1) 当使用abstract修饰类时，表明这个类只能被继承；当使用abstract修饰方法时，表明这个方法必须由子类提供实现（即重写）。而final修饰的类不能被继承，final修饰的方法不能被重写。因此final和abstract永远不能同时使用。

(2) 当使用static修饰一个方法时，表明这个方法属于该类本身，即通过类就可调用该方法，但如果该方法被定义成抽象方法，则将导致通过该类来调用该方法时出现错误（调用了一个没有方法体的方法肯定会引起错误）。因此static和abstract不能同时修饰某个方法，即没有所谓的类抽象方法。

(3) 抽象类不能创建实例，只能当成父类来被继承。从语义的角度来看，抽象类是从多个具体类中抽象出来的父类，它具有更高层次的抽象。

2. 相关面试题

1、抽象类必须要有抽象方法吗？

抽象类不一定非要有抽象方法，抽象类中可以含有抽象方法和非抽象方法，可以只含有抽象方法，也可以只含有非抽象方法

public abstract class Person {
    public void test(){
        System.out.println("非抽象方法");
    }
}

2、普通类和抽象类有哪些区别？

(1) 普通类不能包含抽象方法，抽象类可以包含抽象方法。

(2) 抽象类不能直接实例化，只能当作父类被其他子类继承，普通类可以直接实例化。

public abstract class Person {
    // 抽象方法
    public abstract void show();
    // 非抽象方法
    public void test(){
        System.out.println("非抽象方法");
    }
}

外部类的形式继承抽象类Person

public class Student extends Person {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("重写抽象类中的抽象方法");
    }
}

内部类的形式继承抽象类Person

public class Teacher {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person() {
            @Override
            public void show() {
                System.out.println("重写抽象类的抽象方法");
            }
        };
        person.show();
    }
}

3、抽象类能使用 final 修饰吗？

当使用abstract修饰类时，表明这个类只能被继承；当使用abstract修饰方法时，表明这个方法必须由子类提供实现（即重写）。而final修饰的类不能被继承，final修饰的方法不能被重写。因此final和abstract永远不能同时使用。

3. 接口

接口只是对一类事物的属性和行为更高层次的抽象。对修改关闭，对扩展(不同的实现implements)开放，接口是对开闭原则的一种体现。

接口体：

interface 接口名{  常量    抽象方法    静态方法    默认方法}interface 接口名
{
  	常量
    抽象方法
    静态方法
    默认方法
}

3.1 接口中的常量

接口中的所有成员变量都默认是由public static final修饰的，且由于接口里没有构造器和初始化块，因此需要在定义Field时就指定初始值；

接口中的Field都是常量，经常用来被定义常量的集合：

public interface FieldInterface {
    /**
     * 一年的天数
     */
    int DAY = 365;
    /**
     * 一年的星期数
     */
    int WEEK = 52;
    /**
     * 一年的月数
     */
    int MONTH = 12;
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 接口中定义的Field都是public static final修饰的常量，因此需要使用接口名来访问
         */
        System.out.println(FieldInterface.DAY);
    }
}

一个类实现某个接口时，该类将会获得接口中定义的Field ：

public class FieldImpl implements FieldInterface {
    // 将会继承FieldInterface中定义的所有Field
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(FieldInterface.DAY);
        // 使用实现类调用接口中的常量
        System.out.println(FieldImpl.DAY);
    }
}

3.2 接口中的方法

接口中的三种方法：

(1) 接口中的普通方法，默认都是public abstract修饰的抽象方法，没有方法体;

(2) 接口中的静态方法，静态方法必须要有实现，且这个静态方法只能用public修饰或不写；

(3) 接口中的默认方法，默认方法必须要有实现，用default修饰且不可省略，用来供子类继承或重写，二选一，但只能在实现类中使用或者实现类对象中使用；

分别展开举例说明：

3.2.1 接口中的普通方法

接口中的普通方法，默认都是public abstract修饰的抽象方法，没有方法体；

• 接口的实现类如果是普通类，那么必须重写接口中的所有抽象方法
• 接口的实现类如果是抽象类，那么可以不用重写接口中的抽象方法

public interface BaseMethod {
    /**
     * 接口中的普通方法
     * 以下方法默认都是public abstract修饰的抽象方法，没有方法体
     */
    public abstract void show1();
    abstract void show2();
    public void show3();
    void show4();
}

① 接口的实现类如果是普通类，那么必须重写接口中的所有抽象方法：

public class BaseMethodImpl implements BaseMethod {
    /**
     * 当一个类实现BaseMethod接口后，需要实现BaseMethod接口中的所有抽象方法
     */
    @Override
    public void show1() { }
    @Override
    public void show2() { }
    @Override
    public void show3() { }
    @Override
    public void show4() { }
}

② 接口的实现类如果是抽象类，那么可以不用重写接口中的抽象方法：

public abstract class BaseMethodImpl2 implements BaseMethod {
    /**
     * 抽象类会继承接口中定义的所有抽象方法和field
     * 这个类仍然是抽象类，可以不用实现接口中所有的抽象方法
     */
    @Override
    public void show1() { }
}

3.2.2 接口中的静态方法

• 调用形式：接口名.静态方法名
• 接口中定义的静态方法，不能被子接口继承
• 接口中定义的静态方法，不能被实现该接口的类继承

public interface StaticMethod {
    /**
     * 接口中的静态方法
     * 接口中是可以定义静态方法的，静态方法必须要有实现。且这个静态方法只能用public修饰或不写。
     */
    public static void test1(){
        System.out.println("接口中定义静态方法");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 接口中的静态方法，只能通过接口名来调用，就像类的静态方法一样
         */
        StaticMethod.test1();
    }
}

① 接口中定义的静态方法不能被子接口继承：

public interface StaticMethod1 extends StaticMethod {
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 编译报错，说明接口中定义的静态方法不能被子接口继承
         */
        StaticMethod1.test1();
    }
}

② 接口中定义的静态方法不能被实现类继承：

public class StaticMethodImpl implements StaticMethod {
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 编译报错，说明接口中定义的静态方法不能被实现类继承
         */
        StaticMethodImpl.test1();
    }
}

3.2.3 接口中的默认方法

• 接口中的默认方法，不能通过接口名调用，需要通过接口实现类的实例进行访问，即对象名.默认方法名()
• 接口中的默认方法，可以被实现类继承，也可以在实现类中重写
• 接口中的默认方法，可以被子接口继承，也可以在子接口中重写

public interface DefaultMethod {
    /**
     * 接口中的默认方法
     * 用default修饰，不可省略，供子类继承或重写，二选一，但只能在实现类中使用或者实现类对象中使用
     */
    public default void test2(){
        System.out.println("接口中定义默认方法");
    }
}

① 接口中的默认方法，可以被实现类继承，也可以在实现类中重写

public class DefaultMethodImpl implements DefaultMethod {
    // 继承接口中的方法
}

public class DefaultMethodImpl implements DefaultMethod {
    // 重写接口中的方法
    @Override
    public void test2() {
        System.out.println("实现类重写接口中的方法");
    }
}

public class DefaultMethodImpl implements DefaultMethod {
    // 重写接口中的方法
    @Override
    public void test2() {
        System.out.println("实现类重写接口中的方法");
    }
}

② 接口中的默认方法，可以被子接口继承，也可以在子接口中重写

public interface DefaultMethod1 extends DefaultMethod {
    // 继承父接口中的方法
}

public interface DefaultMethod1 extends DefaultMethod {
    // 重写父接口中的方法
    @Override
    default void test2() {
        System.out.println("子接口中重写父接口中的方法");
    }
}

3.3 接口中的接口和枚举类

public interface Base {
    /**
     * 在接口中定义接口
     */
    interface CommonConstant{
        /**
         * 一年的天数
         */
        int DAY = 365;
        /**
         * 一年的星期数
         */
        int WEEK = 52;
        /**
         * 一年的月数
         */
        int MONTH = 12;
        /**
         * 在接口中定义静态方法
         */
        static void show() {
            System.out.println("在接口中定义接口");
        }
    }
    /**
     * 在接口中定义枚举类
     */
    @AllArgsConstructor
    enum WhiteStatusEnum {
        /**
         * 未加白
         */
        NO_WHITE("未加白", "未加白"),
        /**
         * 部分加白
         */
        PART_WHITE("部分加白", "部分加白"),
        /**
         * 全部加白
         */
        ALL_WHITE("全部加白", "全部加白");
        @Getter
        private final String label;
        @Getter
        private final String value;
    }
}

3.4 接口和抽象类

共同点：

(1) 接口和抽象类都不能被实例化，它们都位于继承树的顶端，用于被其他类实现和继承；

(2) 接口和抽象类都可以包含抽象方法，实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法；

(3) 接口和抽象类中都可以包括抽象方法和非抽象方法；

不同点：

(1) 接口里只能定义静态常量Field，不能定义普通Field；抽象类里则既可以定义普通Field，也可以定义静态常量Field。

(2) 接口里不包含构造器；抽象类里可以包含构造器，抽象类里的构造器并不是用于创建对象，而是让其子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操作。

(3) 接口里不能包含初始化块；但抽象类则完全可以包含初始化块。

(4) 一个类最多只能有一个直接父类，包括抽象类；但一个类可以直接实现多个接口，通过实现多个接口可以弥补Java单继承的不足。

public class MethodImpl implements FieldInterface, MethodInterface {
}

总结

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