Java问题解读系列之基础相关---抽象类和接口

今天来说一波自己对Java中抽象类和接口的理解，含参考内容：

一、抽象类

1、定义：

public abstract class 类名{}

Java语言中所有的对象都是用类来进行描述，但是并不是所有的类都是用来描述对象的。我所理解的抽象类其实就是对同一类事物公共部分的高度提取，这个公共部分包括属性和行为。比如牛、羊、猪它们的公共属性是都有毛，公共行为是都哺乳，所以我们可以把公共部分抽象成一个哺乳类，含有属性毛和行为哺乳，当牛、羊、猪继承了哺乳类后也就有了哺乳的功能，至于怎么完成这个功能就需要自己去实现了。

2、特点

（1）被Abstract关键字修饰的类是抽象类；

（2）含有抽象方法的类一定是抽象类，但是抽象类不一定含有抽象方法；且抽象方法必须是public或protected，否则不能被子类继承。默认为public。

（3）抽象方法中不能有实现，否则编译报错；

（4）抽象类中可以定义自己的成员变量和成员方法；

（5）子类继承抽象类时，必须实现抽象类中的所有抽象方法，否则该子类也要被定义为抽象类；

（6）抽象类不能被实例化。

3、验证以上规定是否确实如其所述

这是我在word中编辑的一张验证表，把它截成图片放在这里：

从上图的验证结果来看，那些理论都是正确的

二、接口

1、定义：

public interface 接口名{}

接口是用来提供方法的。按我的理解，它是对多个类公共行为的高度提取，比如所有的动物它们的公共行为是吃和睡，那么我们就可以将这两个行为提取出来封装在一个接口中，当某个动物需要执行这个行为的时候只要调用该接口，然后在自己的类里面完成具体实现就行。这样理解好像跟抽象类没什么区别，那再看下面的这个例子。如果把这两个行为放在抽象类中，但是该抽象类中还有一个爬的行为，此时当一种爬行动物，比如蛇，当它继承这个类的时候，会实现吃、睡、爬行这三个方法，于是它便有了吃、睡、爬的功能；但是如果一个飞行类的动物如鸟，当它继承了这个方法的时候，同样的也有了吃、睡、爬的功能，很明显，爬不是它需要的功能，这就有点词不达意了，但是当他们继承了只有吃、睡的接口，就有了吃、睡的基本功能，至于爬和飞，可以抽象出来放在抽象类中，按需继承，按需实现自己需要的功能就OK了。

2、特点：

（1）接口中可以有自己的成员变量，但会被隐式地指定为public staic final，而且也只能是public staic final的，接口中所有的方法都是抽象方法，都会被隐式地指定为public abstract的。

（2）接口中只定义抽象方法，没有具体的实现；

（3）实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法；

3、验证以上理论是否正确

同样，验证出上面的理论都是对的！

三、抽象类和接口的区别：

1、抽象类中可以有自己的成员方法及它们的具体实现；接口中只能含有抽象方法；

2、抽象类中可以含有各种类型的成员变量；接口中的成员变量只能是public static final的；

3、一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口；

4、抽象类中可以含有静态代码块和静态方法；接口中不能定义静态代码块和静态方法；

验证一个类只能继承一个抽象类，但能实现多个接口

首先，定义两个抽象类：一个Mummals哺乳类，一个Crawler爬行类

/**
 * @createtime 2017年3月17日 上午10:33:27
 * @description 哺乳类 
 */
public abstract class Mammals {
    public String foods;
    
    public abstract void nurse();
    
    public void eat(String food){
        this.foods = food;
        System.out.println("吃"+foods);
    }
}

/**
 * 
 * @createtime 2017年3月17日 上午11:23:09
 * @description 定义一个抽象类--爬行类
 */
public abstract class Crawler {
    
    public abstract void crawl();
}

其次，定义两个接口：一个是BaseAction基础接口；一个是SpecialAction特殊接口

/**
 * 
 * @createtime 2017年3月17日 上午11:03:42
 * @description 定义一个名为基本行为的接口
 */
public interface BaseAction {
    
    public String name = "";
    
    public void eat();
    
    public void sleep();
}

/**
 * @createtime 2017年3月17日 上午11:24:56
 * @description 定义一个接口用来实现特殊行为
 */
public interface SpecialAction {
    
    public void study();
}

然后，定义一个基础类People，继承Mummals类，实现BaseAction接口和SpecialAction接口

 1 /**
 2  * @createtime 2017年3月17日 上午11:25:48
 3  * @description 定义一个普通的类--人类,继承哺乳类，实现基础接口和特殊接口
 4  */
 5 public class People extends Mammals implements BaseAction,SpecialAction{
 6 
 7     @Override
 8     public void study() {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10         
11     }
12 
13     @Override
14     public void eat() {
15         // TODO Auto-generated method stub
16         
17     }
18 
19     @Override
20     public void sleep() {
21         // TODO Auto-generated method stub
22         
23     }
24 
25     @Override
26     public void nurse() {
27         // TODO Auto-generated method stub
28         
29     }
30 
31 }

View Code

可以看出，一个子类是可以实现多个接口的

最后，让基础类People，同时继承Mummals类和Crawler类

/**
 * @createtime 2017年3月17日 上午11:25:48
 * @description 定义一个普通的类--人类,继承哺乳类，实现基础接口和特殊接口
 */
public class People extends Mammals,Crawler{
    @Override
    public void nurse() {
        // TODO Auto-generated method stub
        
    }

}

可以看到报的错惨不忍睹：

其实这个问题很显然，人类是哺乳动物而不是爬行动物，如果一个子类能够同时继承多个类，说明该子类属于多种类型，就像人既是哺乳动物，又是爬行动物，明显违背自然规律，所以一个子类只能继承一个抽象类。但是人既有所有动物哺乳动物都有的吃和睡等基础行为之外，还有着自己特殊的思考行为，所以公共的行为通过实现公共接口完成，而特殊的行为通过实现特殊接口来完成，这样就不矛盾了。（以上纯属个人观点，如有问题，望您能给你指正，谢谢了~）

四、举例

下面我以JFinal这个框架为例，来说说大神们是怎样使用抽象类和方法的，借鉴别人才能提高自己。

1、抽象类

JFinal中，我觉得最重要的抽象类应该是Controller了。

Controller是业务逻辑实现的关键抽象类，是MVC模式的控制中心，就像人的大脑。所有的类要想完成请求-响应的整个过程，都必须依赖这个类，看下面部分代码：

Controller类中既有成员变量也有成员方法，成员变量是我们写代码时，几乎所有的自定义控制类都要使用的http请求、响应相关的一些对象，如HttpServletReqquest、HttpServletResponse等，而成员方法又为我们提供了获取这些对象的行为，除此之外，还有很多实用的方法，如获取前端请求参数、返回响应结果、上传文件、验证等大量的方法，但是这个抽象类中，作者（詹波）并没有写抽象方法，可能有人会问，如果没有抽象方法，何不把它定义成普通类来继承？其实刚开始我也是这样想的，但是仔细想了一下，作者可能是想利用抽象类不能被实例化的这个功能，于是问题又出来了，为什么不让该类被实例化呢？

经过调研，我看到这样一篇文章，讲的是JDK中抽象方法不含抽象类的例子：

http://blog.csdn.net/fancylovejava/article/details/24804541，文章中说之所以它所提到的抽象类没有抽象方法，是因为里面所有的成员方法都是通过构造函数来进行传值，对于这样一个类，我们实例化它是没有意义的。于是按此逻辑看了一下Controller类，发现里面的方法基本上也都是通过构造函数来传参的，可以印证它这种说法，但是再仔细想一想，我们为什么要实例化一个类呢？不就是为了创建一个具体的对象吗。记得前面讲类是说过这么一句话，“Java中所有的对象都是通过类来描述，但并不是所有的类都是用来描述对象的”，我觉得用这句话来解释Controller是不含抽象方法的抽象类再合适不过。

首先，这个类并不是为了描述某个具体的对象而创建，它的作用是提取出所有能够被实例化的类的公共部分，这样可以减少代码量；

其次，它没有抽象方法，所有的成员方法都有实现，而这些实现也是解决了所有处理业务逻辑的类会用到的操作方法。没有抽象类，是因为没有合适的公共行为为所有业务类所有。

2、接口

Jfinal中的主要接口是插件接口IPlugin

它的源码如下：

package com.jfinal.plugin;

/**
 * IPlugin
 */
public interface IPlugin {
    boolean start();
    boolean stop();
}

这里面只有两个抽象方法，start()和stop()

而实现它的类有很多，主要是ActiveRecordPlugin和C3pPlugin这两个，它们分别是数据库访问插件和数据库连接池插件，很明显，这两个类在实现IPlugin接口的时候，都实现了start()方法和stop()方法，start()用来启动插件，stop()用来停用插件，在C3p0Plugin中启用插件，开始连接数据库;在ActiveRecordPlugin中启动插件，开始访问数据库；源代码如下：

C3p0Plugin:

 1 public boolean start() {
 2         if (isStarted)
 3             return true;
 4         
 5         dataSource = new ComboPooledDataSource();
 6         dataSource.setJdbcUrl(jdbcUrl);
 7         dataSource.setUser(user);
 8         dataSource.setPassword(password);
 9         try {dataSource.setDriverClass(driverClass);}
10         catch (PropertyVetoException e) {dataSource = null; System.err.println("C3p0Plugin start error"); throw new RuntimeException(e);} 
11         dataSource.setMaxPoolSize(maxPoolSize);
12         dataSource.setMinPoolSize(minPoolSize);
13         dataSource.setInitialPoolSize(initialPoolSize);
14         dataSource.setMaxIdleTime(maxIdleTime);
15         dataSource.setAcquireIncrement(acquireIncrement);
16         
17         isStarted = true;
18         return true;
19     }

View Code

ActiveRecordPlugin:

 1 public boolean start() {
 2         if (isStarted) {
 3             return true;
 4         }
 5         if (configName == null) {
 6             configName = DbKit.MAIN_CONFIG_NAME;
 7         }
 8         if (dataSource == null && dataSourceProvider != null) {
 9             dataSource = dataSourceProvider.getDataSource();
10         }
11         if (dataSource == null) {
12             throw new RuntimeException("ActiveRecord start error: ActiveRecordPlugin need DataSource or DataSourceProvider");
13         }
14         if (config == null) {
15             config = new Config(configName, dataSource);
16         }
17         
18         if (dialect != null) {
19             config.dialect = dialect;
20         }
21         if (showSql != null) {
22             config.showSql = showSql;
23         }
24         if (devMode != null) {
25             config.devMode = devMode;
26         }
27         if (transactionLevel != null) {
28             config.transactionLevel = transactionLevel;
29         }
30         if (containerFactory != null) {
31             config.containerFactory = containerFactory;
32         }
33         if (cache != null) {
34             config.cache = cache;
35         }
36         
37         new TableBuilder().build(tableList, config);
38         DbKit.addConfig(config);
39         Db.init();
40         isStarted = true;
41         return true;
42     }

View Code

以上就是自己对Java中的抽象类和接口的理解和认识，突然认识到这些用法都比较适合写框架时使用，平时做开发很少用到，或者说我没用到过，看来高级的东西还是要靠基础理论啊！

下面附上本次调研有用的一些文章链接：

1、Java接口和抽象类的区别：http://www.cnblogs.com/NewDolphin/p/5397297.html

2、抽象类没有抽象方法的例子：http://blog.csdn.net/fancylovejava/article/details/24804541

3、Java实例化对象的过程：http://www.cnblogs.com/funfei/p/5679357.html