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我是如何理解Java抽象类和接口的

在面试中我们经常被问到:Java中抽象类和接口的区别是什么?

然后,我们就大说一通抽象类可以有方法,接口不能有实际的方法啦;一个类只能继承一个抽象类,却可以继承多个接口啦,balabala一大堆,就好像把标准答案熟练的说出来一样。

抽象类和接口这篇文章讲到了他们的区别和联系,它们确实有很多相似的地方,但是从本质上看,或从语言的设计角度来看,这不是它们最本质的区别。

不卖关子,我个人对这两个的理解:

类是具体实例的抽象,比如一个json字符串的抽象;而抽象类就是类的抽象;接口就是抽象类的抽象,接口更像是一种协议

听我慢慢道来~

吐槽

首先,我必须吐槽一下这种面试,我认为面试官凡事问出这种类似“说说抽象类和接口的区别”,“说说进程和线程的区别”等等问题,都是不负责的表现。

为什么呢?

一个原因就是,面试官对想要招的人完全没有自己的评价标准,另一个原因就是对面试者不负责。这种问题根本不能考验面试者的水平。

那么,如果我来面试别人,我会问:请你说说你怎么理解抽象类和接口;如果要你向你外婆解释进程和线程的区别,你会怎么解释?

我觉得这可以考验面试者对问题的理解程度,我想微软的面试题(你如何向你奶奶解释Excel)一样,考验一个人对某一事物的理解程度(虽然,至今我还不能很好的想明白这个问题 -。-)

抽象类和接口的区别

说到抽象类和接口,就必须要说到类。

一个类就是对现实事物的抽象。

比如定义一个BenzCar类,就需要对现实的奔驰汽车有很好的抽象(当然奔驰汽车有好多系列,这里不钻牛角尖)。也就是说如果你要造一辆奔驰汽车,就需要BenzCar这个类(这辆奔驰汽车就是内存中的一个Instance)。

那么抽象类就是对类的抽象。

怎么理解呢?就是说有很多汽车厂商一起定义一种规范(Car类),说要造一辆汽车就需要有发动机,轮胎,音响设备…(这些就相当于抽象方法),具体用什么发动机,轮胎,音响设备由每个汽车厂商自己去完成。这样就有各种汽车了,奔驰牌的,宝马牌的,丰田牌的…

接口就是对抽象类的抽象

这只是我个人的理解。

在我们日常生活中可以看到各种“接口”,电源插座就是一种。开始我是看到耗子叔的博客在开始理解“控制翻转”这个概念的——IoC/DIP其实是一种管理思想| 酷壳- CoolShell.cn。后来我就想,这个东西其实无处不在,制造电源插座的厂和制造电器的厂只要约定一种“接口”——两口插座或三口插座,当然每个国家的接口都不一样,不同接口之间的转换就需要用适配器了。

其实程序中也一样,比如所有的交通工具可以抽象为一个接口Drivable(可能由于经验原因,我考虑的不是很完善),表示实现这个接口的类创建的对象(比如:汽车,飞机,轮船等等)都是可以驾驶的

public interface Drivable{
    public void drive();
}

然后,我们就可以创建一个AbstractCar类,表示这个对所有汽车类的一个抽象,所有可以驾驶的汽车都必须继承这个类,这个抽象类中规定了一些抽象方法,比如getEngine()方法,这说明每种汽车的引擎都不太一样,需要在子类中自定义(当然,你也可以继承AbstractCar类,对所有可能具有相同引擎的汽车进行一层抽象)。

为什么对Drivable的drive()方法进行了默认实现,但是默认实现中却直接抛出了异常呢?

其实这是一种实现接口的方法,还有一种方法就是将drive()设为abstract。这两种实现方式,我觉得从功能上讲是一样的,但是从类设计上讲是不同的。

下面代码中的实现,我是参考了java.util.AbstractList中add(int location, E object)方法的设计,它的文档中写到:

 * @throws UnsupportedOperationException
 *                if adding to this List is not supported.
public abstract class AbstractCar implements Drivable {
    public abstract Engine getEngine();

    public abstract Wheel getWheel();

    @Override
    public void drive(){
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 省略其他方法和属性
}

那么上面这段代码中的drive()可以理解为:

默认情况下“汽车”是不能开的,你实现了一个汽车类后,需要Override这个方法,实现自己的drive方法

以java容器中的List举例

图片描述

到源码里面找,你就会发现List的继承关系最顶层的就是Iterable,就表示说List是可以遍历的,而且它还会产生一个Iterator接口对象。这表示一个列表可以通过这个迭代器来遍历。

这就像上面说的,所有的交通工具都是可以驾驶的一样,所有的列表都是可以遍历的。

一层一层往下,类就变得更加具体。

最后

为什么接口可以继承?

其实这个原理很简单。因为总有一个最本质的协议来约束大家,比如所有的交通工具都是可以驾驶的,所有的容易都是可以遍历的。然后协议会渐渐变得更加具体:

Iterable <- Collection <- List <- AbstractList <- List

从下往上看,就是一层比一层抽象。

就像我在文章开头说的,

  • 你用ArrayList类可以创建很多个对象,ArrayList就是这些对象的一次抽象
  • 而AbstractList是对ArratList的一次抽象,你用AbstractList可以创建ArrayList,也可以创建Stack,或LinkedList等
  • List接口就是对所有的列表类的抽象
  • Collection就是对所有单一元素的容器的抽象
  • Iterable就是一个最高层次的抽象了,表示所有的容器都是可以遍历的

注:

应该有很多我考虑不周全的地方,欢迎大家指正并且讨论

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