java接口和抽象类有何区别

一、抽象类（Abstract Class）

抽象类是一种不能被实例化的类，主要用于作为其他类的基类（父类），用来抽取子类的通用特性和行为。

1.1 主要特点

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  ​​定义方式​​：使用 abstract关键字修饰类。

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  ​​包含内容​​：

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    ​​抽象方法​​：使用 abstract关键字修饰，只有声明没有实现（没有方法体），必须由子类提供实现。

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    ​​具体方法​​：可以有实现了的方法（非抽象方法），子类可以直接继承或重写。

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    ​​成员变量​​：可以包含普通成员变量（实例变量）和静态变量，变量的访问修饰符可以是 public, protected, default(包私有)，但不能是 private（对于抽象方法）。

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    ​​构造方法​​：可以有构造方法，用于初始化抽象类中定义的成员变量或供子类调用。但抽象类的构造方法不能直接用于实例化自身，只能由子类的构造方法调用。

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    ​​初始化块​​：可以包含初始化块。

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  ​​继承​​：类通过 extends关键字继承抽象类。Java 是单继承，一个类只能直接继承一个抽象类（但可以多层继承）。

1.2 设计目的与使用场景

抽象类主要用于​​代码复用​​和表示 ​​"is-a"（是一个）​​ 的关系

。它适合为一组密切相关的类提供统一的模板或基类，这些类共享一些共同的属性和行为，但又有一些特定的行为需要各自实现。

​​典型使用场景​​：

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  ​​模板方法模式​​：在抽象类中定义算法的骨架（一个最终的具体方法），并将一些步骤延迟到子类中实现。

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  ​​家族式对象建模​​：为具有共同特征和行为的对象族定义基础类，如 Animal抽象类被 Dog, Cat等子类继承。

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  ​​共享代码和状态​​：当多个子类需要共享一些通用的方法实现或成员变量时。

1.3 代码示例

// 抽象类示例：Animal
abstract class Animal {// 成员变量protected String name;// 构造方法public Animal(String name) {this.name = name;}// 抽象方法（无方法体）public abstract void makeSound();// 具体方法（有方法体）public void sleep() {System.out.println(name + " is sleeping.");}
}// 具体子类：Dog
class Dog extends Animal {public Dog(String name) {super(name);}@Overridepublic void makeSound() {System.out.println(name + " says: Woof!");}
}

二、接口（Interface）

接口是一种完全抽象的类型，用于声明一组方法（行为契约），要求实现类必须提供这些方法的具体实现。

2.1 主要特点 (以Java 8为基准)

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  ​​定义方式​​：使用 interface关键字声明。

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  ​​包含内容​​：

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    ​​抽象方法​​：在 Java 8 之前，接口中的所有方法都是隐式 public abstract的（无需显式写这两个关键字）。

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    ​​默认方法 (Default Methods)​​：Java 8 引入，使用 default关键字修饰，提供默认实现。实现类可以重写，也可以直接继承。

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    ​​静态方法 (Static Methods)​​：Java 8 引入，使用 static关键字修饰，可以通过接口名直接调用。

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    ​​私有方法 (Private Methods)​​：Java 9 引入，用于在接口内部封装代码，供默认方法或静态方法使用。

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    ​​成员变量​​：接口中定义的变量默认为 public static final的常量，必须显式初始化。

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    ​​构造方法​​：接口​​不能​​有构造方法。

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    ​​初始化块​​：接口​​不能​​包含初始化块。

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  ​​实现与继承​​：

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    类使用 implements关键字实现一个或多个接口（多重继承）。

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    接口使用 extends关键字继承其他接口，并且可以同时继承多个接口。

2.2 设计目的与使用场景

接口主要用于定义​​行为契约​​（协议）和表示 ​​"can-do"（能做什么）​​ 或 ​​"like-a"（像是一个）​​ 的关系

。它关注于对象能做什么，而不关心对象是什么，实现了接口与实现的解耦。

​​典型使用场景​​

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  ​​定义API契约​​：如定义支付网关、数据访问层等规范。

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  ​​实现多态​​：让不相关的类能够表现出相同的行为。

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  ​​回调机制​​：如事件监听器。

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  ​​替代多重继承​​：Java 类可以通过实现多个接口来获得多种类型的行为。

2.3 代码示例

// 接口示例：Flyable
interface Flyable {// 抽象方法 (隐式 public abstract)void fly();// 默认方法 (Java 8+)default void takeOff() {System.out.println("Preparing to fly...");}// 静态方法 (Java 8+)static boolean isFlyingObject(Object obj) {return obj instanceof Flyable;}// 常量 (隐式 public static final)String UNIT = "meters";
}// 实现类：Bird
class Bird implements Flyable {@Overridepublic void fly() {System.out.println("Bird is flying in the sky.");}
}// 另一个不相关的实现类：Airplane
class Airplane implements Flyable {@Overridepublic void fly() {System.out.println("Airplane is flying in the air.");}
}

三、抽象类与接口的对比

为了让区别更直观，下面用一个表格来概括它们的核心差异

：

四、如何选择：抽象类 vs 接口

选择使用抽象类还是接口，甚至结合使用，取决于你的具体设计需求

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1.  

   ​​使用抽象类的情况​​：

   • •

     需要​​共享代码​​或​​状态​​（成员变量） among closely related classes.

   • •

     需要定义​​非公共的方法​​（protected或 default访问权限）。

   • •

     正在建模的类之间存在明显的 ​​"is-a"​​ 层次关系（如 Dogis an Animal）。

   • •

     想通过​​模板方法模式​​定义算法的骨架。

2.  

   ​​使用接口的情况​​：

   • •

     需要定义​​不相关类​​都能实现的​​行为契约​​。

   • •

     需要实现​​多重继承​​（多重行为类型）。

   • •

     希望实现​​与实现的解耦​​，更注重API的定义而非具体实现。

   • •

     想使用​​多态​​特性，让不同类型的对象对外提供相同的行为方式。

3.  

   ​​结合使用​​：

   一个类可以同时继承一个抽象类并实现多个接口，这常常能带来灵活而强大的设计。

   // 结合使用示例
   abstract class Vehicle {protected int speed;public abstract void start();
   }interface ElectricPowered {void charge();
   }class ElectricCar extends Vehicle implements ElectricPowered {@Overridepublic void start() { System.out.println("Electric car starting..."); }@Overridepublic void charge() { System.out.println("Charging the electric car..."); }
   }

​​核心选择原则​​：

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  ​​关系类型​​："是什么" -> 抽象类；"能做什么" -> 接口。

•  

  ​​代码共享​​：需要 -> 抽象类；不需要 -> 接口。

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  ​​状态共享​​：需要 -> 抽象类；不需要 -> 接口。

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  ​​多重继承​​：需要 -> 接口；不需要 -> 两者皆可，但需进一步判断。

五、总结

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  ​​抽象类​​更像是一个​​不完全的类​​，为相关类提供公共基础和模板，侧重于​​代码复用和内部状态管理​​。

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  ​​接口​​更像是一个​​行为协议​​，定义了实现类应对外提供哪些服务，侧重于​​契约定义和解耦​​。

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  ​​现代Java设计​​（尤其是Java 8引入默认方法后）更倾向于 ​​"面向接口编程"​​，优先考虑使用接口定义类型，以提高灵活性和可扩展性。抽象类则更适用于框架内部或存在明显继承关系的类族中，用于封装公共实现。

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  在设计时，​​组合（通过接口）优于继承​​是一个值得遵循的原则，它能降低耦合度。