抽象类与接口

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抽象类（Abstract Class）

一、是什么？

抽象类是用 abstract 关键字修饰的类，不能直接实例化。它可以包含抽象方法（无实现）和具体方法（有实现），也可以定义成员变量和构造方法。

public abstract class Animal {
    private String name;  // 成员变量
    public Animal(String name) { this.name = name; }  // 构造方法
    public abstract void makeSound();  // 抽象方法
    public void sleep() {  // 具体方法
        System.out.println(name + " is sleeping.");
    }
}

二、解决什么问题

1. 代码复用：通过具体方法提供通用逻辑，子类可直接继承。
2. 规范与扩展：强制子类实现抽象方法，确保多态性。
3. 封装共性：将多个子类的共同属性和行为集中管理（如动物都有 name 属性和 sleep() 行为）。

三、核心方法

• 抽象方法：public abstract void method();（无方法体）。
• 具体方法：普通方法（含实现）。
• 构造方法：用于初始化成员变量（子类通过 super() 调用）。

四、应用场景

1. 多个相关类共享相同属性和行为（如 Dog 和 Cat 继承 Animal）。
2. 需要部分方法实现，部分方法由子类自定义（如模板方法模式）。
3. 需要定义非静态、非final的成员变量（如动物名称 name）。

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接口（Interface）

一、是什么？

接口是用 interface 关键字定义的行为规范。JDK 8 前只能包含抽象方法，之后支持默认方法（default）和静态方法（static）。

public interface Swimmable {
    void swim();  // 抽象方法（默认 public abstract）
    default void floatOnWater() {  // JDK8 默认方法
        System.out.println("Floating...");
    }
    static boolean isWaterSafe() {  // JDK8 静态方法
        return checkWaterQuality();
    }
}

二、解决什么问题

1. 行为解耦：定义标准行为，实现类必须遵守（如 Swimmable 要求实现 swim()）。
2. 多继承替代：Java 不支持多继承，但类可实现多个接口。
3. 扩展性：JDK8 的默认方法允许接口新增功能而不破坏现有实现。

三、核心方法（JDK8+）

• 抽象方法：void method();（隐式 public abstract）。
• 默认方法：default void method() {...}（提供默认实现）。
• 静态方法：static void helper() {...}（通过接口名调用）。
• 私有方法：JDK9 支持 private void internalLogic() {...}（接口内部复用代码）。

四、应用场景

1. 定义跨继承体系的行为（如 Swimmable 可被 Fish 和 Human 实现）。
2. 需要多继承的场景（如一个类同时实现 Runnable 和 Serializable）。
3. 为现有接口添加新功能（通过默认方法避免修改所有实现类）。

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抽象类 vs 接口的区别

特性	抽象类	接口
实例化	❌ 不能直接实例化	❌ 不能实例化
方法类型	抽象方法 + 具体方法	JDK8前：只有抽象方法 JDK8+：抽象+默认+静态+私有方法
成员变量	可以是任意类型（非final）	默认 public static final（常量）
构造方法	✅ 有	❌ 无
继承机制	单继承（一个子类只能继承一个）	多实现（一个类可实现多个接口）
设计目的	代码复用 + 扩展规范	行为契约 + 解耦
典型应用	“is-a”关系（如 Dog is an Animal）	“can-do”能力（如 CanSwim）

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重要注意事项

1. 抽象类：
   • 子类必须实现所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。
   • 成员变量不强制是 final。
2. 接口：
   • 方法默认 public，成员变量默认 public static final。
   • JDK8 的默认方法可被实现类重写，静态方法通过接口名调用（如 Swimmable.isWaterSafe()）。
   • 避免默认方法冲突：若实现多个含同名默认方法的接口，需在类中重写该方法。

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总结

场景	推荐选择
需要共享代码（属性/方法）	✅ 抽象类
定义行为规范（多实现）	✅ 接口
需要多继承	✅ 接口（多实现）
需要构造方法初始化状态	✅ 抽象类
扩展JDK库功能（如集合类）	✅ 接口（默认方法）

实际应用：

• 抽象类：GUI 的 BaseDialog（含通用渲染逻辑）。
• 接口：Comparable（排序）、Runnable（多线程）、Stream（函数式编程）。

JDK8+ 关键革新：接口通过默认方法实现“向后兼容”，使集合框架等核心库能平滑演进（如 List 新增 stream() 方法）。