Java面向对象基础知识之抽象类和接口

在Java面向对象编程中，抽象类和接口是重要的概念。本攻略将详细讲解抽象类和接口的基础知识，包括定义、用法、区别等内容，并提供两个示例说明。

抽象类

定义

抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能被继承。它的主要作用是作为其他类的基类，可以定义一些共性的属性和方法，并留下一些抽象方法的定义，让子类去实现。抽象方法没有具体的实现，只有方法声明，它相当于一个占位符，表示子类必须实现这些方法。

定义抽象类的关键字是abstract。

public abstract class Animal {
    protected String name;
    protected int age;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public abstract void shout();
}

上面的代码定义了一个Animal类，它是抽象的，有两个属性name和age，还有一个抽象方法shout()。

用法

抽象类不能被实例化，只能被继承。如果一个类继承了抽象类，那么它必须实现抽象类中的所有抽象方法。

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void shout() {
        System.out.println("汪汪汪！");
    }
}

上面的代码定义了一个Dog类，它继承了Animal类，并实现了shout()方法。

示例

下面的例子展示了如何创建一个动物园，包含多种动物，并统计它们的总数和平均年龄。

public class Zoo {
    private List<Animal> animals = new ArrayList<>();

    public void addAnimal(Animal animal) {
        animals.add(animal);
    }

    public int getTotalAnimals() {
        return animals.size();
    }

    public double getAverageAge() {
        double sum = 0;
        for (Animal animal : animals) {
            sum += animal.age;
        }
        return sum / animals.size();
    }
}

上面的代码定义了一个Zoo类，它包含一个List，可以添加动物。通过getTotalAnimals()方法可以获取动物总数，通过getAverageAge()方法可以获取所有动物的平均年龄。

使用示例：

Zoo zoo = new Zoo();
zoo.addAnimal(new Dog("旺财", 5));
zoo.addAnimal(new Cat("咪咪", 3));
System.out.println("总动物数：" + zoo.getTotalAnimals());
System.out.println("平均年龄：" + zoo.getAverageAge());

接口

定义

接口是一种特殊的抽象类，它只定义了抽象方法和常量，没有具体的实现。接口中的方法默认时抽象的，方法体为空，常量默认是public static final的。接口是一种重要的面向对象编程方式，它可以用来实现多重继承。

定义接口的关键字是interface。

public interface Flyable {
    void fly();
}

上面的代码定义了一个Flyable接口，它只有一个抽象方法fly()。

用法

接口和抽象类类似，不能被实例化，只能通过其他类来实现。如果一个类实现了接口，那么它必须实现接口中的所有抽象方法。

public class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("鸟飞行......");
    }
}

上面的代码定义了一个Bird类，它实现了Flyable接口，并实现了fly()方法。

示例

下面的例子展示了如何创建一个飞行器，可以飞行和停止。

public class Airplane implements Flyable {
    private boolean flying = false;

    @Override
    public void fly() {
        if (!flying) {
            System.out.println("飞机开始起飞......");
            flying = true;
        } else {
            System.out.println("飞机已经在空中了！");
        }
    }

    public void stop() {
        if (flying) {
            System.out.println("飞机开始降落......");
            flying = false;
        } else {
            System.out.println("飞机已经停止！");
        }
    }
}

上面的代码定义了一个Airplane类，它实现了Flyable接口。通过fly()方法可以让飞机起飞，在起飞过程中，如果重复调用fly()方法，会提示飞机已经在空中了。通过stop()方法可以让飞机降落，在降落过程中，如果重复调用stop()方法，会提示飞机已经停止了。

使用示例：

Airplane airplane = new Airplane();
airplane.fly();
airplane.fly();
airplane.stop();
airplane.stop();

抽象类和接口的区别

抽象类和接口有一些相似之处，但也有不同之处。主要是以下几点：

• 抽象类可以定义属性和非抽象方法，但接口只能定义常量和抽象方法。
• 一个类只能继承一个抽象类，但一个类可以实现多个接口。
• 抽象类中的抽象方法可以有实现，而接口中的方法总是抽象的。
• 抽象类不能完全替代接口的使用，因为接口具有更高的灵活性。

总结

本攻略介绍了Java中抽象类和接口的基础知识，包括定义、用法、示例和区别等内容。学习抽象类和接口是Java面向对象编程的基础，掌握了这些知识，可以更好地设计和实现面向对象的程序。