Java抽象类和接口的应用场景及作用的完全解析

抽象类

注：先将抽象类中的两种方法解释完，再综合解释抽象类

抽象方法

• 应用场景：其下所有子类都应该有该方法但是大部分子类具体的执行步骤是有所不同的。
• 必须重写：也可以说“必须实现”，因为父类的抽象方法没有方法体。
• 关键字：abstract

普通方法

• 应用场景：其下所有子类都应该有该方法而且大部分子类具体的执行步骤是完全相同。
• 可重写：普通方法是可以重写的，对于每一个子类执行步骤都是相同的自然没有必要去重写；绝大部分子类执行步骤相同的情况就要在那一小部分不同的子类中去重写。
• 选择依据：见应用场景

抽象类详解

• 定义：其中有抽象方法的类都必须定义为抽象类。

• 存在意义：实现程序的多态性。（必须被继承，否则它的存在是没有意义的）

  问题：既然普通方法可以被重写，那么子类中有不同执行步骤我再重写就好了为什么我还需要抽象方法呢？

  答：抽象方法是必须被重写且父类中没有方法体，而普通方法不是必须被重写而且父类中有方法体；这样就造成一个问题：程序过大而不使用这种方法，父类中普通方法太多，子类都要记得去重写，但是java虚拟机又不会告诉你去重写，不重写子类就按照父类默认的方法体执行了；而抽象方法就不同了，子类不重写
  java虚拟机报错，这时候就起到了提醒以及强制的作用。

接口

• 定义：接口的存在是为了实现程序的可扩展性。
• 存在意义：如果你的类的结构体系中，某一个类要扩充功能怎么办？那么我们就要去修改这个类的父类甚至说是超类吗？这显然不合理。(而且如果你使用别人提供的类，根本就不可能去修改它)也许你要一直追溯到Object都不行。可是使用接口，你想给这个体系中的某个类扩充功能，只需要给这个类实现一个新的接口，自然就会提供新的功能，丝毫不会影响它的超类，而它的子类自动也扩充了它新增加的这个接口的方法(有点象C++多继承)。这使的软件的功能扩展变得更容易。设计模式中有一条开闭原则，说：软件实体必须都修改关闭，对扩展开放。使用接口，就可以满足这样的设计要求。

• 应用场景：该类下某些子类需要该方法而有一些则不需要，那么就在需要的子类下接入接口即可。

  问题：既然接口是某一子类特有的，那么为什么我们不在该子类下直接定义普通方法呢？

  答：这是没有大程序编写经验的常见问题。所谓的接口，就是使用的人不知道你的子类是什么，而调用你的子类。这个时候别人怎么知道你的子类有什么方法呢？于是你告诉他，我的子类是继承了某个接口的，别人一看，哦，这个接口里有方法a、b、c，这样就可以调用了。你说为啥不直接告诉他你的子类呢，这个就是复用性了。一个接口，你可以用多个子类去实现它，别人只要调用一个接口，通过换子类，就能在不改代码的情况下使用多种功能。当然，子类自然去实现这些方法也行啊，但如果你做了一个父类，人家不明白你的意思，继承你的父类， 忘记了写要实现的方法怎么办？接口起到了强制性的措施。

注：抽象类和接口共同支持了程序的可维护性。

通过实例理解

首先我们梳理一下类之间的关系（标注了*了的为抽象类）

• Student*（学生）
  • Studystudent*（学习类）
    • Libstudent（文科生）
    • Sciencestudent（理科生）
  • Longhairstudent*（艺术类）
    • Artstudent（美术生）
    • Musicstudent（音乐生）

然后梳理各种学生的行为特征（标注了*的为抽象方法，标注了#的为接口）

• Student的特征：起床，吃饭，学习*，睡觉
  • Studystudent新加的特征：考试*
    • Libstudent新加的特征：多做语文#
    • Sciencestudent新加的特征：多做数学#
  • Longhairstudent新加的特征：技能训练*

接下来上代码

//Student

public abstract class Student {
    public void getup() {//起床，所有学生都要做且步骤相同
        System.out.println("起床");
    }
    public void eat() {
        System.out.println("吃饭");
    }
    public void sleep() {
        System.out.println("睡觉");
    }
    abstract public void study();
}

//Studystudent

public abstract class Studystudent extends Student {
    abstract public void exam();
}

//Longhairstudent

public abstract class Longhairstudent extends Student {
    abstract public void skilltrain();
}

//Libstudent

public class Libtstudent extends Studystudent implements Morechinese{

    @Override
    public void dochinese() {
        System.out.println("多做语文");
    }

    @Override
    public void exam() { 
        System.out.println("考试政史地");
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("学习政史地");
    }

}

//Sciencestudent

public class Libtstudent extends Studystudent implements Morechinese{

    @Override
    public void dochinese() {
        System.out.println("多做语文");
    }

    @Override
    public void exam() { 
        System.out.println("考试理化生");
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("学习理化生");
    }

}

//Artstudent

public class Artstudent extends Longhairstudent{

    @Override
    public void skilltrain() {
        System.out.println("美术技能训练");
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("学习画画基本功");
    }

}

//Musicstudent


public class Musicstudent extends Longhairstudent{

    @Override
    public void skilltrain() {
        System.out.println("唱歌技能训练");
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("学习唱歌基本功");
    }

}

//主类

public class Demo {
    public static void Oneday(Student cuteStudent) {
        cuteStudent.getup();
        cuteStudent.eat();
        cuteStudent.study();
        cuteStudent.sleep();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Oneday(new Artstudent());
    }
}

我们在主类中定义了一个方法体（Oneday），用来查看一个学生的一天大体的活动。该方法的形参是Student的引用，那么我们只需要在用这个方法的时候改变实例化即可得到不同类型学生的一天。

执行结果如下图：

如果改成new Libstudents，执行结果如下图：

那么我们定义了接口该如何使用呢？在主类中加入如下代码：

Moremath iMoremath=new Sciencestudent();
iMoremath.domath();

或者；

new Sciencestudent().domath();

执行后会显示“多做数学”。