Java接口和抽象类

抽象类

首先看抽象方法：
抽象方法: 只有方法签名，没有方法的实现。并且被abstract修饰。
例如： abstract void test();

有抽象方法的类只能被定义为抽象类，抽象类里可以没有抽象方法。

抽象类的规则

• 抽象类必须使用abstract修饰符来修饰。

• 抽象类不能被实例化，无法使用new关键字来创建实例，即使抽象类中没有抽象方法，也不可以创建实例。只能当做父类被其他子类继承。

• 抽象类可以包含成员变量、方法（普通方法和抽象方法都可以）、构造器（不能用于创建实例，主要是被子类调用）、初始化块、内部类（接口、枚举）5种成分。

• 含有抽象方法的类。（直接定义了一个抽象方法；或者继承了一个抽象父类，但没有完全实现父类包含的抽象方法；或者实现了一个接口，但没有完全实现接口包含的抽象方法）这三种情况，只能被定义成抽象类。

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)，因此abstract方法不能定义为private访问权限（必须用public和protected修饰，缺省情况下为public），即private和abstract不能同时修饰方法。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。

• static和abstract不能同时修改某个方法，即没有所谓的类抽象方法。

抽象类的作用

作为子类的模板，从而避免了子类设计的随意性。抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会大致保留抽象类的行为。

接口

介绍

接口定义了一种规范。

基本语法如下：

[修饰符] interface 接口名 extends 父接口1， 父接口2...
{
　　零到多个常量定义... （因为接口是一种规范，不能包含构造器和初始化块定义。只能是静态常量）
　　零到多个抽象方法定义...
　　零到多个内部类、内部接口、内部枚举定义...
　　零到多个默认方法或类方法定义... （只有在java8以上版本才允许）
}

说明：

• 修饰符可以是public或者省略，如果省略了public访问控制符，则默认采用包权限访问控制符，即只有在相同包结构下可以访问该接口。

• 接口名应该与类名采用相同的命名规则。合法的标识符，并具有可读性，可以使用形容词。

• 一个接口可以有多个直接父接口，但接口只能继承接口，不能继承类。

注意：

• 接口中定义的是多个类共同的公共行为规范，因此接口里所有成员，包括常量、方法、内部类和内部枚举都是public访问权限。定义接口成员时，可以忽略访问控制修饰符，如果指定访问控制修饰符，则只能使用public访问控制修饰符。

• 对于接口里定义的静态常量而言，它们是接口相关的，因此系统会自动为这些成员变量增加static和final两个修饰符。也就是说，在接口中定义成员变量时，不管是否使用public static final修饰符，接口中的成员变量总是使用这三个修饰符修饰。 而且接口中没有构造器和初始化块，因此接口里定义的成员变量只能在定义时指定默认值。

下面两行代码的结果是一样的，系统会自动增加public static final修饰符
int MAX_SIZE = 10;
public static final int MAX_SIZE = 10;

• 接口里定义的方法只能是抽象方法、类方法和默认方法，因此如果不是定义默认方法，系统将自动为普通方法增加abstract修饰符；定义接口里的普通方法时，不管是否使用public abstract修饰符，接口里的普通方法总是使用public abstract来修饰。 接口里的普通方法不能有方法实现（方法体）；但类方法、默认方法都是必须有方法实现（方法体）。

• 接口里定义内部类、内部接口、内部枚举默认都采用public static两个修饰符，不管定义时是否指定这两个修饰符，系统都会自动使用public static对它们进行修饰。

Java8的接口的区别

Java8允许在接口中定义默认方法

默认方法必须使用default修饰，不能使用static修饰，无论程序是否指定，默认方法总是使用public修饰。

• 为什么要出现默认方法：
  当一个接口添加新方法时，需要所有的实现类都重写新方法，影响到了已有的实现类，可能导致应用崩溃；因此为了避免这种问题的出现我们可以使用默认方法来解决。

• 默认方法的特点：

  • 默认方法可以被实现类继承；
  • 默认方法可以被子类重写，也可以不重写；
  • 子接口中如有同名默认方法，父接口中的默认方法会被覆盖

• 如何使用默认方法（default）

  • 当一个实现类实现了多个接口，多个接口里都有相同的默认方法时，实现类必须重写该默认方法，否则编译错误；
  • 调用形式：对象名.默认方法名()

Java8允许在接口中定义类方法（静态方法）

类方法必须使用static修饰，不能使用default修饰，无论程序是否指定，类方法总是使用public修饰。类方法可以直接使用接口来调用。

1. 接口中的静态方法不能被子接口继承
2. 静态方法不能被实现该接口的实现类继承—无论是创建接口类型的对象还是直接 创建实现类的对象都不能通过 对象.静态方法名来调用;
3. 调用形式 只能通过：接口名.静态方法名()

例如：

public interface InterfaceTest {

	// 接口里定义的成员变量只能是常量
	int MAX_SIZE = 10;
	
	// 接口里定义的普通方法只能是public的抽象方法
	void getMessage(String msg);
	
	// 在接口中定义默认方法，需要使用default修饰
	default void test(){
		System.out.println("默认的test()方法");
	}
	
	// 在接口中定义类方法，需要使用static修饰
	static String staticTest() {
		return "接口里的类方法";
	}
}

使用接口

接口不能创建实例，但是可以用于声明引用类型变量。当使用接口来声明引用类型变量时，这个引用类型变量必须引用到到其实现类的对象。用途如下：

1. 定义变量，也可以用于强制类型装换
2. 调用接口中定义的常量
3. 被其他类实现

一个类可以继承一个父类，但是可以实现一个或多个接口， 类实现接口的语法如下：

[修饰符] class 类名 extends 父类 implements 接口1, 接口2, ....
{
	类体部分
}

一个类实现了一个或多个接口之后，这个类必须完全实现这些接口里的所定义的全部抽象方法（也就是重写这些抽象方法）；
否则，该类将保留从父接口那里继承到的抽象方法，该类也必须定义为抽象类。

抽象类和接口的比较

相同之处：

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。

差别：

1. 接口里只能包含抽象方法、静态方法和默认方法，不能为普通方法提供方法实现；抽象类则完全可以包含普通方法。
2. 接口里只能定义静态常量，不能定义普通成员变量；抽象类里则既可以定义普通成员变量，也可以定义静态常量。
3. 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，而是让子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操做。
4. 接口里不能包含初始化块；但抽象类里完全可以包含初始化块。
5. 一个类最多只有一个直接父类，包括抽象类；但一个类可以直接实现多个接口，通过实现多接口，可以弥补Java单继承的不足。

接口作为系统与外界交互的窗口，接口体现的是一种规范。当在一个程序中使用接口，接口是多个模块间的耦合标准；当在多个应用程序之间使用接口时，接口是多个程序之间的通信标准。

抽象类作为系统中多个子类的共同父类，它体现的是一种模板式设计。

利用接口，面向接口编程，例如：简单工厂模式，命令模式。

使用场景

问题：在代码设计、编程开发的时候，什么时候该用抽象类？什么时候该用接口？

实际上，判断的标准很简单。如果我们要表示一种 is-a 的关系，并且是为了解决代码复用的问题，我们就用抽象类；
如果我们要表示一种 has-a 关系，并且是为了解决抽象而非代码复用的问题，那我们就可以使用接口。

从类的继承层次上来看，抽象类是一种自下而上的设计思路，先有子类的代码重复，然后再抽象成上层的父类（也就是抽象类）。
而接口正好相反，它是一种自上而下的设计思路。我们在编程的时候，一般都是先设计接口，再去考虑具体的实现。