目录

一、抽象类

1. 定义

2. 示例代码

3. 特点

4. 使用场景

二、接口

1. 定义

2. 示例代码

3. 特点

三、抽象类和接口的区别

四、接口与抽象类的结合

五、自定义排序方法

六、总结

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        在 Java 编程中，抽象类和接口是两个极为重要的概念，它们在代码设计和架构搭建中扮演着关键角色。合理运用抽象类和接口，能够提升代码的可维护性、可扩展性和可复用性。本文将深入探讨 Java 抽象类和接口的定义、特点、区别以及使用场景。

一、抽象类

1. 定义

        抽象类是一种不能被实例化的类，它为子类提供了一个通用的模板。抽象类可以包含抽象方法和具体方法。抽象方法是没有方法体的方法，它只定义了方法的签名，具体的实现需要由子类来完成。在 Java 中，使用 abstract 关键字来定义抽象类和抽象方法。

2. 示例代码

// 定义抽象类
abstract class Animal {public abstract void run(); // 抽象方法public void sleep() {  // 具体方法System.out.println("Animal is sleeping.");}
}
class Dog extends Animal { // 子类继承抽象类并实现抽象方法@Overridepublic void run() {System.out.println("Dog is running!");}
}
public class Main {public static void main(String[] args) {// Animal animal = new Animal(); // 不能实例化抽象类Dog dog = new Dog();dog.run();dog.sleep();}
}

3. 特点

• 不能实例化：抽象类不能直接创建对象，只能通过其子类进行实例化。这是因为抽象类是作为模板使用的，本身需要子类继承来实现抽象类中的方法，且抽象方法没有具体的实现，无法直接使用。
• 可以包含抽象方法和具体方法：抽象类中可以写抽象方法，也可以写普通方法。抽象方法用于定义子类必须实现的行为，而普通方法则提供了一些通用的实现，子类可以直接使用。
• 可以有构造方法：抽象类可以有构造方法，用于初始化子类对象。当子类创建对象时，会先调用抽象类的构造方法。
• 只能单继承：一个子类只能继承一个抽象类，因为抽象类也是父类。

4. 使用场景

        当多个类具有共同的特征和行为，并且其中一些行为的实现是相同的，可以使用抽象类来提取这些共同的部分。例如，在一个动物抽象类中，不同的动物（如狗、猫、鸟等）都有睡觉的行为，这部分行为可以定义成普通方法在抽象类中实现，子类直接调用即可。而不同动物的叫声则可以定义为抽象方法，由不同的子类来重写。

二、接口

1. 定义

        接口是一种完全抽象的类型，只包含抽象方法和常量。在 Java 8 及以后的版本中，接口还可以包含默认方法和静态方法。默认方法提供了接口方法的默认实现，子类可以选择是否重写；静态方法则可以直接通过接口名调用。使用 interface 关键字来定义接口。

2. 示例代码

interface Flyable {  // 定义接口    void fly();  // 抽象方法    default void land() {  // 默认方法System.out.println("Flying object is landing.");}static void info() {  // 静态方法System.out.println("This is a flyable object.");}
}
class Bird implements Flyable {  // 类实现接口@Overridepublic void fly() {System.out.println("Bird is flying.");}
}
public class Main {public static void main(String[] args) {Bird bird = new Bird();bird.fly();  //子类调用父类的抽象方法bird.land();  Flyable.info();  通过类名直接调用接口中的静态方法}
}

3. 特点

• 不能实例化：接口不能直接创建对象，需要通过实现类来实现接口中的方法。        
• 只能包含抽象方法、默认方法、静态方法和常量：接口中的方法默认是 public abstract 的，常量默认是 public static final 的。
• 可以多实现：一个类可以实现多个接口，从而实现多重继承的效果。这使得类可以同时具备多个不同接口定义的行为。
• 没有构造方法：接口中不能有构造方法，因为接口不需要进行实例化。

三、抽象类和接口的区别

比较项	抽象类	接口
实例化	不能实例化	不能实例化
方法类型	可以包含抽象方法和具体方法	主要包含抽象方法，Java 8 及以后可以有默认方法和静态方法
成员变量	可以有各种类型的成员变量	只能有 public static final 类型的常量
构造方法	可以有构造方法	没有构造方法
继承 / 实现	一个子类只能继承一个抽象类	一个类可以实现多个接口
设计目的	用于表示一组具有相似特征和行为的类的抽象	用于定义一组行为规范，实现不同类之间的行为约束

四、接口与抽象类的结合

        在 Java 编程里，接口和抽象类各自具备独特的特性与用途，将它们结合使用能充分发挥二者的优势，设计出更灵活、可维护且可扩展的代码架构。以下会从结合使用的方式、示例以及使用场景展开详细阐述。

• 抽象类实现接口：抽象类可以实现接口，它既能够为接口中的部分方法提供默认实现，也可以把未实现的方法继续定义为抽象方法，让具体的子类去完成实现。这种方式有助于提取公共的实现逻辑，降低代码的重复度。
• 具体类继承抽象类并实现接口：具体类可以先继承一个抽象类，再实现多个接口。这样一来，具体类既能继承抽象类中的属性和方法，又能具备多个接口所定义的行为，实现多重特性的组合

五、自定义排序方法

重写 Arrays.sort() 方法，重写后的方法可以对特定对象进行排序，前提是对象实现了Comparable接口

package com.qcby;public class Arrays2 {/**** @param o*/public static void sort(Comparable[] o){  //入参是一个Comparable数组，数组中的值可以是任意对象类型，但前提是实现了Comparable类quickSort(o,0,o.length-1);}public static void quickSort(Comparable[] arr,int left,int right){ //利用快排对数组进行排序，排序比较的是值if(left>right){return;}int i = left;int j = right;//定义baseComparable base = arr[left];while (i!=j){while (arr[j].compareTo(base) >=0 && i<j){ //compareTo是在类中重写Comparable的方法，用于比较对象的年龄j--;}while (arr[i].compareTo(base) <=0 && i<j){i++;}Comparable temp = arr[j];arr[j] = arr[i];arr[i] = temp;}arr[left] = arr[i];arr[i] = base;quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);}}

重写了Comparable接口的Person对象

public class Person implements Comparable<Person> {public String name;public int age;public double height;public Person(String name,int age,double height){this.name = name;this.age = age;this.height = height;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", height=" + height +'}';}@Override //重写了Comparable的compareTo方法public int compareTo(Person o) {return age - o.age;  //指定 age 进行从小到大排序return o.age - age;  //指定 age 进行从大到小排序return (int) (height - o.height);}
}

测试+输出结果

package com.qcby;import java.util.Arrays;public class Test {public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person("小黑",18,185.0);Person p2 = new Person("小白",22,182.5);Person p3 = new Person("小黄",20,174.5);Person p4 = new Person("小何",24,178.5);Person[] arrPersons = new Person[]{p1,p2,p3,p4};//实现Comparable接口Arrays.sort(arrPersons);System.out.println(Arrays.toString(arrPersons));}
}

六、总结

抽象类和接口都是 Java 中实现抽象和多态的重要工具，但它们的设计目的和使用场景有所不同。在实际编程中，需要根据具体的需求来选择使用抽象类还是接口。如果多个类之间有共同的特征和行为，并且部分行为的实现是相同的，那么可以使用抽象类；如果需要定义一组行为规范，让不同的类来实现这些规范，或者需要实现多重继承的效果，那么可以使用接口。合理运用抽象类和接口，能够使代码更加清晰、灵活和可维护。