Java抽象类、抽象方法与接口深度探讨

Java是一门面向对象的编程语言，其中有几个关键概念帮助我们构建灵活和强大的代码，其中最核心的是抽象类、抽象方法和接口。这篇博客将为您展示这些概念的工作方式、用途和注意点。

1. 抽象类与抽象方法

1.1 定义与示例

抽象类是不能被实例化的类，它可能包含一个或多个抽象方法。抽象方法是没有具体实现的方法，只有声明。

abstract class Animal {
    // 抽象方法
    abstract void sound();

    // 普通方法
    void breathe() {
        System.out.println("呼吸空气");
    }
}

class Dog extends Animal {
    // 实现父类的抽象方法
    void sound() {
        System.out.println("狗汪汪叫");
    }
}

1.2 用途与好处

• 模板设计：抽象类为子类提供一个通用的模板，确保子类遵循某种规范。
• 代码重用：抽象类可以有具体的实现，减少重复代码。

1.3 注意点与缺陷

• 抽象类不能被实例化。
• 如果一个类继承了一个抽象类，则它必须实现该抽象类的所有抽象方法，除非它自己也是一个抽象类。
• 一个类不能继承多个抽象类，因为Java不支持多重继承。

2. 接口

2.1 定义与示例

接口是一个完全抽象的结构，它包含了一组抽象方法。Java 8之后，接口可以包含默认方法和静态方法。

interface Swimmable {
    // 抽象方法
    void swim();

    // 默认方法
    default void breatheInWater() {
        System.out.println("通过鳃呼吸");
    }
}

class Fish implements Swimmable {
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("鱼在水中游泳");
    }
}

2.2 用途与好处

• 多重继承：Java不允许一个类继承多个类，但一个类可以实现多个接口。
• 灵活性：允许一个类实现任意数量的方法，而不必实现接口中的所有方法。

2.3 注意点与缺陷

• 接口中的所有方法默认都是public的，你不能为它们使用其他访问修饰符。
• 在Java 8之前，接口不能包含具体实现，这限制了代码重用。
• 虽然默认方法允许我们在接口中加入新的方法，但可能导致与实现该接口的类的其他方法发生冲突。

3. 综合示例

abstract class Vehicle {
    abstract void run();
}

interface Flyable {
    void fly();
}

class Airplane extends Vehicle implements Flyable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("在跑道上跑");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("在空中飞");
    }
}

这里，Airplane是一个既可以在地面跑又可以在空中飞的交通工具，通过结合抽象类和接口，我们可以很好地表示这种复杂的关系。