抽象类和接口

什么是抽象类和接口

使用 abstract 关键字修饰的方法被称为 抽象方法 ,即只有声明没有方法体的方法。如下:

public abstract void function();

抽象类 就是包含抽象方法的类。

如果一个类包含一个或者多个抽象方法,该类必须被限定为抽象的。抽象类可以不包含抽象方法。

public abstract class BaseActivity {
    private final String TAG = this.getClass().getSimpleName(); //抽象类可以有成员

    void log(String msg){   //抽象类可以有具体方法
        System.out.println(msg);
    }

//    abstract void initView(); //抽象类也可以没有抽象方法
}

接口 是抽象类的一种特殊形式,使用 interface 修饰。
public interface OnClickListener {
void onClick(View v);
}

抽象类的特点:

抽象类是对类的抽象,具体实现是不确定的,所以不允许直接创建实例。

  • 抽象类是由子类具有相同的一类特征抽象而来,也可以说是其基类或者父类
  • 抽象方法必须为 public 或者 protected修饰(因为如果为 private,则不能被子类继承,子类便无法实现该方法),默认是 public
  • 抽象类不能用来创建对象
  • 抽象方法必须由子类来实现
  • 如果一个类继承于一个抽象类,则子类必须实现父类的抽象方法,如果子类没有实现父类的抽象方法,则必须将子类也定义为抽象类
接口的特点:

在java中为了保证数据安全性是不能多继承的,一个类只能有一个父类。但是接口不同,一个类可以同时实现多个接口,不管这些接口之间有没有关系,所以接口弥补了抽象类不能多继承的缺陷。接口是抽象类的延伸,它可以定义没有方法体的方法,要求实现者去实现。

  • 接口的所有方法访问权限自动被声明为 public
  • 接口中可以定义“成员变量”,会自动变为 public static final 修饰的静态常量
  • 可以通过类命名直接访问:ImplementClass.name
  • 不推荐使用接口创建常量类
  • 实现接口的非抽象类必须实现接口中所有方法,抽象类可以不用全部实现
  • 接口不能创建对象,但可以申明一个接口变量,方便调用
  • 完全解耦,可以编写可复用性更好的代码

如果我们的一个项目,需要写大量的 Activity,这些 Activity 会有一些通用的属性和方法,我们会创建一个基类,把这些通用的方法放进去:它的作用就是:封装重复的内容。在 BaseActivity 里创建了一些抽象方法,要求子类必须实现。

public abstract class BaseActivity extends Activity {
    private final String TAG = this.getClass().getSimpleName();

    @Override
    protected void onCreate(final Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(getContentViewLayoutId());

        initView(); //这里初始化布局
        loadData(); //这里加载数据
    }

    /**
     * 需要子类实现的方法
     * @return
     */
    protected abstract int getContentViewLayoutId();
    protected abstract void initView();
    protected abstract void loadData();

    void toast(String msg) {
        Toast.makeText(this, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

定义的抽象方法访问权限修饰符可以是 public protecteddefault,但不能是 private,因为这样子类就无法实现了。

这时 BaseActivity 因为有了抽象方法,变成了一个抽象类。它的作用就是:定义规范,强制子类符合标准;如果有调用抽象方法,也会制定执行顺序的规则。

继承 BaseActivity 的类只要实现这些方法,同时为父类提供需要的内容,就可以和父类一样保证代码的整洁性。

public class MainActivity extends BaseActivity{

    private TextView mTitleTv;

    @Override
    protected int getContentViewLayoutId() {
        return R.layout.activity_main;
    }

    @Override
    void initView() {
        mTitleTv = (TextView) findViewById(R.id.main_title_tv);
        mTitleTv.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    protected void loadData() {
        //这里加载数据
    }
}

以后如果发现有某些功能在不同 Activity 中重复出现的次数比较多,就可以把这个功能的实现提到 BaseActivity 中。注意不要轻易添加抽象方法,因为这会影响到之前的子类。

很多页面都有根据定位信息改变而需要重新请求数据的情况,为了方便管理,我们要把这些代码都放到 BaseActivity? 但是这样一来,那些不需要定位相关的代码就会冗余,逻辑太多。 BaseActivity 也会变得很复杂。我们想要把位置相关的放到另一个类,但是 Java 只有单继承,这时就可以使用接口了。

我们创建一个接口表示对地理位置的监听:

interface OnLocationChangeListener {
    void onLocationUpdate(String locationInfo);
}

接口默认是 public,不能使用其他修饰符。

这样我们在需要定位的页面里实现这个接口:

public class MainActivity extends BaseActivity implements View.OnClickListener,
        OnLocationChangeListener {

    private TextView mTitleTv;

    @Override
    protected int getContentViewLayoutId() {
        return R.layout.activity_main;
    }

    @Override
    public void onClick(final View v) {
        int id = v.getId();
        if (id == R.id.main_title_tv) {
            toast("你点击了 title");
        }
    }

    @Override
    void initView() {
        mTitleTv = (TextView) findViewById(R.id.main_title_tv);
        mTitleTv.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    protected void loadData() {
        //这里加载数据
    }

    @Override
    public void onLocationUpdate(final String locationInfo) {
        mTitleTv.setText("现在位置是:" + locationInfo);
    }
}

这样 MainActivity 就具有了监听位置改变的能力。如果 MainActivity 中需要添加其他功能,可以再创建对应的接口,然后予以实现。

抽象类和接口的不同:
  • 抽象层次不同

  • 抽象类是对类抽象,而接口是对行为的抽象

  • 抽象类是对整个类整体进行抽象,包括属性、行为,但是接口却是对类局部行为进行抽象

  • 跨域不同

  • 抽象类所跨域的是具有相似特点的类,而接口却可以跨域不同的类

  • 抽象类所体现的是一种继承关系,考虑的是子类与父类本质“是不是”同一类的关系

  • 而接口并不要求实现的类与接口是同一本质,它们之间只存在“有没有这个能力”的关系

  • 设计层次不同

  • 抽象类是自下而上的设计,在子类中重复出现的工作,抽象到抽象类中

  • 接口是自上而下,定义行为和规范

抽象类定义了“是什么”,可以有非抽象的属性和方法;接口是更纯的抽象类,在 Java 中可以实现多个接口,因此接口表示“具有什么能力”。在进行选择时,可以参考以下几点:

  • 若使用接口,我们可以同时获得抽象类以及接口的好处

  • 所以假如想创建的基类没有任何方法定义或者成员变量,那么无论如何都愿意使用接口,而不要选择抽象类

  • 如果事先知道某种东西会成为基础类,那么第一个选择就是把它变成一个接口

  • 只有在必须使用方法定义或者成员变量的时候,才应考虑采用抽象类

使用接口最重要的一个原因:实现接口可以使一个类向上转型至多个基础类。

比如 SerializableCloneable 这样常见的接口,一个类实现后就表示有这些能力,它可以被当做 SerializableCloneable 进行处理。

推荐接口和抽象类同时使用,这样既保证了数据的安全性又可以实现多继承。

面向接口编程

我们在写代码时追求的是“以不变应万变”,在需求变更时,尽可能少地修改代码就可以实现。

需要模块之间依赖时,最好都只依赖对方给的抽象接口,而不是具体实现。

在设计模式里这就是“依赖倒置原则”,依赖倒置有三种方式来实现:

  1. 通过构造函数传递依赖对象 比如在构造函数中的需要传递的参数是抽象类或接口的方式实现

  2. 通过 setter 方法传递依赖对象 即在我们设置的 setXXX 方法中的参数为抽象类或接口,来实现传递依赖对象

  3. 接口声明实现依赖对象,也叫接口注入 即在函数声明中参数为抽象类或接口,来实现传递依赖对象,从而达到直接使用依赖对象的目的。

可以看到,“面向接口编程”说的“接口”也包括抽象类,其实说的是基类,越简单越好。

多态

多态指的是编译期只知道是个人,具体是什么样的人需要在运行时能确定,同样的参数有可能会有不同的实现。

通过抽象建立规范,在运行时替换成具体的对象,保证系统的扩展性、灵活性。

实现多态主要有以下三种方式:

  1. 接口实现

  2. 继承父类重写方法

  3. 同一类中进行方法重载

不论哪种实现方式,调用者持有的都是基类,不同的实现在他看来都是基类,使用时也当基类用。

这就是“向上转型”,即:子类在被调用过程中由继承关系的下方转变成上面的角色。

向上转型是能力减少的过程,编译器可以帮我们实现;但 “向下转型”是能力变强的过程,需要进行强转

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