Java中的抽象类与接口（1）

Java是一种纯面向对象的编程语言，类和对象是它的两个基本语言特性，学过Java的人都应该知道。但它还有另外两个比较容易搞混淆的特性：抽象类和接口。

我尝试着结合自身的经验，把这个问题搞清楚。受个人经验能力所限，出现纰漏在所难免，欢迎来辩。

先看一张表（《Java编程思想》中列出的关键特性）：

拿一个实际的问题举例：

所有的生物都有“吃东西”和“繁衍后代”这样的共性接口，哺乳类动物具有胎生、肺呼吸、体温恒定等共性，这就可以用抽象类来表示，这样就不必与生物这个基类紧耦合。代码表示如下：

/**
 * 生物
 *
 */
public interface Bios {
   /**
    * 吸收能量
    */
   public void energy();

   /**
    * 繁衍
    */
   public Object multiply();
}
 
/**
 * 动物
 *
 */
public interface Animal extends Bios {
   /**
    * 移动
    */
   public void move();

   /**
    * 吃东西
    */
   public void eat();
}
 
/**
 * 哺乳纲
 *
 */
public abstract class Mammal implements Animal {
   /**
    * 体温恒定
    */
   protected static double temperature = 37;

   /**
    * 胎生
    */
   public abstract Object vivipation();

   /**
    * 肺呼吸
    */
   public abstract void pulmonary();
}
 
/**
 * 灵长类
 *
 */
public abstract class Primate extends Mammal {
   /**
    * 偶蹄，蹄均呈双数
    */
   protected static boolean evenHoof = true;

   /**
    * 大脑发达，会思考
    */
   public abstract void thinking();
}
 
/**
 * 人类
 * 生物 -> 动物 -> 哺乳纲 -> 灵长目
 *
 */
public class Person extends Primate {
   @Override
   public void move() {
      // TODO Auto-generated method stub
   }

   @Override
   public void eat() {
      // TODO Auto-generated method stub
   }

   @Override
   public void energy() {
      // TODO Auto-generated method stub
   }

   @Override
   public Object multiply() {
      // TODO Auto-generated method stub
      return null;
   }

   @Override
   public void thinking() {
      // TODO Auto-generated method stub
   }

   @Override
   public Object vivipation() {
      // TODO Auto-generated method stub
      return null;
   }

   @Override
   public void pulmonary() {
      // TODO Auto-generated method stub
   }
}

可以看到，「人类」继承了「哺乳纲」和「灵长类」的属性，同时也需要实现「生物」、「动物」接口和「哺乳纲」、「灵长类」的抽象方法。

至于抽象类和接口的区别，很多技术博客都写过，比如有些博主写得很好，比如门和报警器的例子、鸟和飞机的例子。不过在我看来，这都是从语言本身的特性来说明两者的区别，如果换一种例子、换一个场景，恐怕又会懵圈——好像什么都说了，又好像什么都没说。

与其将语法解释的很明白，倒不如把它用明白，这其实就是新手和高手之间的最大区别：新手总想弄懂每一招每一式，但高手更注重肌肉记忆所产生的反馈循环，什么意思呢？

来看看好的实践是怎么用抽象类和接口的吧。

这是Java I/O中的类继承结构图，这只是一部分，但用说明问题已经足够了。

可以看到，AbstractList是一个抽象类，实现了List接口，而List接口又继承自Collection接口。

抽象类AbstractList的部分定义是：

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    ......
    public abstract E get(int index);
    ......
}

接口List的部分定义是：

public interface List<E> extends Collection<E> {
    ......
    E get(int index);
    ......
}

同样可以很清楚地看到，抽象类和接口中都定义了E get(int index)这个方法，这是为啥？而且这个方法还是抽象类唯一的方法，为了这个方法，单独定义一个抽象类。因为作用不同。

接口中的E get(int index)是一种获取列表元素的操作，List这个接口集中了所有对列表可能的操作。

确切地来说，抽象类的更像是一种「模板」，规定了它的子类需要干的工作；而接口更像是一种「约束」，只要实现了接口的类，都要实现接口的方法。而且这种约束是可以不断往下传递的——只要父类有了这种约束，那么子类也全都得遵守这种约束。如果这个约束被修改了，那么遵守它的类也全都要跟着修改。

所有的集合都要能够迭代、可增加、删除和获取元素，这就是一种约束，所以以接口形式表现。而不同类型的集合又有不同类型的方法，有些方法不需要工程师自己实现，仅仅可以作为默认的「模板」提供。而模板，是不需要实例化的（也最好禁止实例化，所以它只能是抽象的，不能具体化。抽象类本身也是可以没有抽象方法的）。

所以，多看一些优秀的源码，如JDK的源码、Spring的源码，多揣摩作者的设计意图，看多了，也就慢慢会了。