抽象类和接口

在Java中，抽象类（Abstract Class）和接口（Interface）是面向对象编程中实现抽象和多态的核心机制。它们都用于定义规范和约束子类的行为，但在使用场景和功能上有显著区别。以下从语法、特性、设计思想到应用场景的详细对比：

一、抽象类（Abstract Class）

1. 核心定义

语法声明：使用 abstract 关键字定义。

java
public abstract class Animal {
    // 抽象方法（无实现）
    public abstract void makeSound();
    
    // 具体方法（有实现）
    public void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping");
    }
}

核心特性：
- 不能被实例化：只能通过子类继承实现。
- 可包含抽象方法和具体方法：抽象方法必须由子类实现，具体方法可直接复用。
- 可定义成员变量：包括非静态字段，可设置访问修饰符（private/protected等）。
- 可以有构造器：用于初始化抽象类的状态，子类通过 super() 调用。

2. 设计思想

代码复用：抽象类适合定义部分实现的模板，子类继承后复用已有代码（如 sleep() 方法）。
"IS-A" 关系：抽象类通常表示一种分类层级，例如 Dog 是 Animal 的一种。
状态共享：通过成员变量保存公共状态，子类可以直接继承。

3. 使用场景

模板方法模式：定义算法骨架，部分步骤由子类实现。

java
abstract class DataProcessor {
    // 模板方法（固定流程）
    public final void process() {
        loadData();
        transform();
        save();
    }
    // 抽象步骤
    protected abstract void transform();
    // 默认实现
    protected void loadData() { /* 加载数据 */ }
    protected void save() { /* 保存结果 */ }
}

共享基础功能：例如JDK中的 AbstractList 提供了List的部分实现（如 indexOf 方法）。

二、接口（Interface）

1. 核心定义

语法声明：使用 interface 关键字定义。

java
public interface Flyable {
    // 抽象方法（默认 public abstract）
    void fly();
    
    // 默认方法（Java 8+）
    default void glide() {
        System.out.println("Gliding...");
    }
    
    // 静态方法（Java 8+）
    static void printInfo() {
        System.out.println("This is a Flyable interface");
    }
}

核心特性：
- 完全抽象（早期Java）：Java 8前接口只能包含抽象方法。
- 默认方法和静态方法（Java 8+）：允许提供方法实现。
- 常量字段：接口中的变量默认是 public static final。
- 无构造器：不能实例化，也不参与对象初始化流程。

2. 设计思想

行为契约：定义**“能做什么”**，例如 Flyable 表示对象具有飞行能力。
多继承：一个类可实现多个接口，解决Java单继承的限制。
解耦与扩展：通过接口分离定义与实现，便于系统扩展（如策略模式）。

3. 使用场景

定义能力/角色：例如 Serializable 表示对象可序列化。
回调机制：通过接口传递方法引用（如事件监听器）。

函数式编程：Java 8+ 的接口配合Lambda表达式实现函数式编程。

java
public class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("Bird is flying");
    }
}

三、抽象类 vs 接口：关键对比

特性	抽象类	接口
实例化	❌ 不能	❌ 不能
方法类型	抽象方法 + 具体方法	抽象方法 + 默认方法 + 静态方法
成员变量	普通变量（可非final）	只能是 `public static final`
构造器	✅ 有	❌ 无
继承机制	单继承（extends）	多实现（implements）
设计目标	代码复用 + 部分规范	定义行为契约 + 多态
适用关系	"IS-A"（子类是父类的一种）	"CAN-DO"（类具有某种能力）

四、如何选择？

需要共享代码或状态 → 抽象类
（如多个子类共享 sleep() 方法或 name 字段）
定义多个不相关行为的契约 → 接口
（如一个类同时实现 Flyable 和 Swimmable）
Java 8+ 的默认方法：接口可以逐步添加功能，减少破坏性修改。

五、JDK中的实例

抽象类：AbstractList（提供List的骨架实现），HttpServlet（定义HTTP请求处理模板）。
接口：List（定义集合操作规范），Runnable（多线程任务契约）。

总结

抽象类和接口在Java中各有侧重：

抽象类是“不完全的类”，用于构建继承层级和代码复用；
接口是“行为的抽象”，用于定义灵活的多态契约。
现代Java开发中，优先考虑接口（尤其是默认方法的引入），仅在需要共享状态或部分实现时使用抽象类。

目录

一、抽象类（Abstract Class）

1. 核心定义

2. 设计思想

3. 使用场景

二、接口（Interface）

1. 核心定义

2. 设计思想

3. 使用场景

三、抽象类 vs 接口：关键对比

四、如何选择？

五、JDK中的实例

总结