Java 从入门到精通（八）：抽象类和接口到底怎么选？看懂之后，面向对象才算真的入门

Java 从入门到精通八抽象类和接口到底怎么选看懂之后面向对象才算真的入门学到封装、继承、多态之后很多人会有一种“好像差不多懂了”的感觉。会定义类会 new 对象也知道子类可以重写父类方法多态还能让代码更灵活。但一到真实写代码新的困惑很快就来了为什么有的类不能直接 new抽象类和普通父类到底差在哪接口是不是就是“全是抽象方法的类”一个功能到底应该用抽象类还是接口为什么 Java 既要有继承又要有接口这两套机制这些问题非常典型。因为很多人学面向对象时前半段主要在理解“对象怎么定义”后半段才真正进入“对象之间怎么协作、怎么约束、怎么扩展”。而抽象类和接口正是这一步的核心。如果说类和对象是在回答“这是什么”封装是在回答“内部怎么藏起来”继承是在回答“哪些东西能复用”多态是在回答“同一个入口怎么表现出不同实现”那么抽象类和接口回答的其实是一套系统里不同对象之间到底该遵守什么约定。这一篇就把这件事讲透。一、为什么会需要抽象类先看一个最常见的例子。假设你在写一个图形系统有三种图形圆形Circle矩形Rectangle三角形Triangle这些图形都有一些共性都有颜色都可以计算面积都可以被绘制最直接的写法当然是每个类各写各的classCircle{Stringcolor;publicvoiddraw(){System.out.println(画一个圆形);}}classRectangle{Stringcolor;publicvoiddraw(){System.out.println(画一个矩形);}}这样也能跑但问题很快就出来了公共字段重复公共行为不好统一管理以后新增图形时规范容易散掉这时候我们就会自然想到能不能抽一个父类出来比如classShape{Stringcolor;}这样确实能把公共属性先提取出来。但接着又会遇到一个更深的问题父类 Shape 本身到底应不应该允许被直接创建因为“图形”这个概念太泛了。你可以 new 一个圆形new 一个矩形但你很难说我现在要 new 一个“图形”。这时候就进入抽象类的典型使用场景了。二、什么是抽象类抽象类的本质可以先记成一句话它是一个不够完整、不能直接实例化、主要用来当父类的类。Java 里用abstract修饰abstractclassShape{Stringcolor;publicvoidsetColor(Stringcolor){this.colorcolor;}publicabstractdoublearea();}这里有两个关键点。1抽象类不能直接创建对象ShapesnewShape();// 报错因为它本来就不是一个完整对象模板。2抽象类里可以有抽象方法publicabstractdoublearea();抽象方法的特点是只有方法声明没有方法体强制子类去实现也就是说父类先规定你们这些具体图形都必须能算面积。但至于怎么算交给子类自己决定。这就是抽象类最核心的意义之一提取共性同时保留差异。三、抽象类到底适合解决什么问题更准确一点说抽象类通常适合这类场景1多个子类有明显共同特征比如都有公共字段都有公共普通方法只是某几个核心行为实现不一样2你想提供“半成品”模板也就是一部分东西我已经写好了另一部分必须由子类补齐3你想限制子类结构通过抽象父类你可以明确告诉所有子类你们都属于某一类对象必须遵守一部分统一规则比如图形系统里所有图形都必须能计算面积能被绘制可以设置颜色这类“有共性、有默认实现、有强约束”的场景抽象类很合适。四、抽象类和普通父类到底差在哪核心区别就两点。1普通父类可以直接创建对象classAnimal{publicvoideat(){System.out.println(动物会吃东西);}}这里Animal可以直接 new。但如果你觉得“动物”本身太泛不应该独立存在而只是一个抽象概念那它更适合写成抽象类。2普通父类不能强制子类必须实现某个方法比如abstractclassAnimal{publicabstractvoidmakeSound();}这就明确规定所有动物都必须会“发声”但具体怎么发声由子类自己实现所以可以这样理解普通父类更偏“已有完整默认实现”抽象类更偏“规定结构 留出扩展点”五、什么是接口如果说抽象类是在解决“这是一类什么对象”那么接口更多是在解决这个对象具备什么能力。比如系统里有这些对象手机Phone相机Camera智能门锁SmartLock它们来自完全不同的类别但都可能具备一个共同能力可以联网这时候你很难说它们都应该继承同一个父类因为它们在“本质上”不是一类东西。但你可以说只要能联网就应该遵守一套联网规范。这就是接口的典型使用场景。interfaceNetworkable{voidconnect();}然后类通过implements来实现接口classPhoneimplementsNetworkable{Overridepublicvoidconnect(){System.out.println(手机连接 WiFi);}}接口最适合先记一句话接口不是在描述“它是谁”而是在描述“它能做什么”。六、接口和抽象类最核心的区别是什么1抽象类强调“所属关系”比如猫是动物员工是人圆形是图形这是一种 is-a 关系。2接口强调“能力约定”比如这个对象可以比较这个对象可以序列化这个对象可以联网这个对象可以被克隆这是更像 can-do 的关系。所以一句特别好记的话是抽象类它本质上是什么接口它额外具备什么能力七、什么时候该优先用抽象类如果你遇到下面这些情况通常优先考虑抽象类。1多个子类之间共享大量代码比如公共属性公共方法公共状态公共初始化逻辑2你需要定义字段如果你的父级概念需要真正保存对象状态比如名字年龄颜色编号那抽象类更合适。3你想给出默认实现比如所有图形都有设置颜色的方法所有员工都有打印工号的方法。这些默认逻辑放抽象类里会更自然。八、什么时候该优先用接口如果你遇到下面这些情况通常优先考虑接口。1你只是想规定能力不关心对象家族比如可支付Payable可比较Comparable可运行Runnable2多个完全不同的类都需要同一能力比如人可以跑机器人也可以跑动物也可以跑3你需要更灵活的组合能力Java 类只能单继承。也就是说一个类只能有一个父类但一个类可以实现多个接口。这让接口特别适合做“横向能力拼装”。比如classSmartWatchimplementsNetworkable,Chargeable,Wearable{}九、为什么 Java 只支持单继承却允许实现多个接口如果类支持多继承会带来一个经典问题两个父类里有同名方法或同名字段子类到底继承谁这会让结构变得很混乱。所以 Java 选择类单继承接口多实现这个设计非常务实。意思就是“本质身份”只能有一个主线“能力标签”可以有多个十、看一个完整例子抽象类 接口一起用abstractclassAnimal{Stringname;publicAnimal(Stringname){this.namename;}publicvoideat(){System.out.println(name 在吃东西);}publicabstractvoidmakeSound();}interfaceSwimable{voidswim();}classDogextendsAnimal{publicDog(Stringname){super(name);}OverridepublicvoidmakeSound(){System.out.println(name 汪汪叫);}}classDuckextendsAnimalimplementsSwimable{publicDuck(Stringname){super(name);}OverridepublicvoidmakeSound(){System.out.println(name 嘎嘎叫);}Overridepublicvoidswim(){System.out.println(name 会游泳);}}这里结构非常清晰Animal负责抽象“动物”这一类对象Swimable负责抽象“会游泳”这一种能力Duck既是动物又具备游泳能力十一、抽象类和接口最容易踩的几个坑1把接口当成“万能替代父类”如果你的场景明明有明确共同父概念明确共享字段明确共享默认实现那硬上接口代码反而会更散。2把抽象类写得太具体抽象类如果已经把细节写死太多子类反而没什么扩展空间那它就失去“抽象模板”的意义了。3为了语法而抽象不是为了建模而抽象明明只有一个类也没有未来扩展需求却非要先抽象出一层接口和一层抽象类这通常只是把代码写复杂了。抽象的前提是你真的看到了稳定共性。十二、写业务代码时怎么快速判断该用哪个这里给你一个很实用的判断顺序。第一步先问自己这是不是“一类东西”如果答案是“是”优先考虑普通父类 / 抽象类比如员工订单图形动物第二步再问自己我是不是只想约束一种能力如果答案是“是”优先考虑接口比如可导出可支付可比较可缓存第三步有没有共享字段和共享实现如果有而且很多抽象类更合适。第四步是不是需要一个类同时具备多种能力如果是接口更灵活。这四步基本已经够你覆盖大多数入门到中级场景了。十三、小结这一篇最重要的不是背概念而是把这三句话真正记住1抽象类是“半成品父类”它适合表达一类对象的共同骨架有共性有状态有默认实现也有必须由子类补齐的部分2接口是“能力约定”它不强调你是谁只强调你能做什么。3抽象类解决纵向复用接口解决横向扩展如果你把这一层理解顺了面向对象才算真正开始“活起来”。前面学的封装、继承、多态到这里才真正串成一套系统。下一篇下一篇建议继续写Java 从入门到精通九集合框架入门List、Set、Map 到底该怎么选