接口和抽象类之间到底有什么区别?


当前回答

许多初级开发人员错误地将接口、抽象类和具体类视为同一事物的细微变化,并纯粹基于技术原因选择其中之一:我需要多重继承吗?我需要一些地方来放置常用方法吗?除了一堂具体的课,我还需要为别的事情而烦恼吗?这是错误的,隐藏在这些问题中的是主要问题:“我”。当你自己编写代码时,你很少想到其他现在或将来的开发人员正在处理或使用你的代码。

接口和抽象类,虽然从技术角度看很相似,但有着完全不同的含义和目的。

总结

接口定义了某个实现将为您实现的契约。抽象类提供了您的实现可以重用的默认行为。

备选摘要

接口用于定义公共API抽象类用于内部使用和定义SPIs

隐藏实现细节的重要性

具体的类以非常具体的方式完成实际工作。例如,ArrayList使用一个连续的内存区域以紧凑的方式存储对象列表,这提供了快速的随机访问、迭代和就地更改,但在插入、删除和偶尔甚至添加时非常糟糕;同时,LinkedList使用双链接节点来存储对象列表,这提供了快速迭代、就地更改和插入/删除/添加,但在随机访问时非常糟糕。这两种列表针对不同的用例进行了优化,如何使用它们非常重要。当您试图从与您密切交互的列表中挤出性能时,当选择列表类型时,您应该仔细选择要实例化的列表。

另一方面,列表的高级用户并不真正关心它是如何实现的,他们应该与这些细节隔离开来。让我们想象一下,Java没有公开List接口,但只有一个具体的List类,这实际上就是LinkedList现在的样子。所有Java开发人员都会定制自己的代码以适应实现细节:避免随机访问,添加缓存以加快访问速度,或者自己重新实现ArrayList,尽管这与所有其他仅适用于List的代码不兼容。那太可怕了。。。但现在想象一下,Java主控实际上意识到链接列表对于大多数实际用例来说都是可怕的,并决定切换到数组列表,以获得唯一可用的list类。这将影响世界上每一个Java程序的性能,人们对此不会感到高兴。主要原因是实现细节是可用的,而开发人员认为这些细节是他们可以依赖的永久契约。这就是为什么隐藏实现细节,只定义抽象契约很重要。这就是接口的目的:定义一个方法接受什么样的输入,以及期望什么样的输出,而不暴露所有可能诱使程序员调整代码以适应未来任何更新可能改变的内部细节的勇气。

抽象类位于接口和具体类之间。它应该帮助实现共享公共或无聊的代码。例如,AbstractCollection提供了基于大小为0的isEmpty的基本实现,包含作为迭代和比较,addAll作为重复添加等等。这让实现专注于区分它们的关键部分:如何实际存储和检索数据。

API与SPI

接口是代码不同部分之间的低内聚网关。它们允许图书馆存在和发展,而不会在内部发生变化时破坏每个图书馆用户。它叫做应用程序编程接口,而不是应用程序编程类。在较小的规模上,它们还允许多个开发人员在大型项目上成功协作,通过文档化的界面将不同的模块分离。

抽象类是在实现接口时使用的高内聚性帮助程序,假定实现细节级别。或者,抽象类用于定义SPI、服务提供商接口。

API和SPI之间的区别很细微,但很重要:对于API,重点是谁使用它,而对于SPI,重点是由谁实现它。

向API添加方法很容易,API的所有现有用户仍将编译。向SPI添加方法很难,因为每个服务提供商(具体实现)都必须实现新方法。如果使用接口定义SPI,则每当SPI合约发生变化时,提供商都必须发布新版本。如果改用抽象类,则可以根据现有的抽象方法定义新方法,或者将新方法定义为空抛出未实现的异常存根,这至少允许旧版本的服务实现仍然编译和运行。

关于Java 8和默认方法的说明

虽然Java8引入了接口的默认方法,这使得接口和抽象类之间的界限更加模糊,但这并不是为了实现可以重用代码,而是为了更容易地更改同时用作API和SPI的接口(或者错误地用于定义SPI而不是抽象类)。

使用哪一个?

这个东西应该由代码的其他部分或其他外部代码公开使用吗?向其添加一个接口,以从公共抽象契约中隐藏实现细节,这是该事物的一般行为。这件事是不是应该有多个实现,有很多共同的代码?既要做一个接口,又要做一个抽象的、不完整的实现。是否只有一个实现,而没有其他人会使用它?让它成为一个具体的课程。“ever”是一个很长的时间,你可以安全地使用它,并在它上面添加一个界面。

一个推论:另一种方法往往是错误的:当使用一个东西时,总是尝试使用您实际需要的最通用的类/接口。换句话说,不要将变量声明为ArrayListtheList=newArrayList(),除非您实际上对它是一个数组列表有很强的依赖性,并且没有其他类型的列表可以为您删除它。如果它是一个列表,而不是任何其他类型的集合这一事实实际上无关紧要,请改用ListtheList=newArrayList,甚至使用CollectiontheCollection=newArrayNist。

其他回答

实际上并不是最初问题的答案,但一旦你找到了它们之间的区别的答案,你就会进入何时使用每一个困境:何时使用接口或抽象类?何时同时使用两者?

我对OOP的了解有限,但将接口视为语法中形容词的等价物对我来说一直有效(如果这个方法是假的,请纠正我!)。例如,接口名称类似于可以赋予类的属性或功能,并且类可以具有许多属性或功能:ISerializable、ICountable、IList、ICacheable、IHappy。。。

总结起来最简单的方法是:

完全抽象,除了默认和静态方法;虽然它有默认和静态方法的定义(方法签名+实现),但它只有其他方法的声明(方法签名)。受比类更宽松的规则约束(类可以实现多个接口,接口可以从多个接口继承)。所有变量都是隐式常量,无论是否指定为公共静态final。所有成员都是隐式公共的,无论是否指定为公共成员。通常用于保证实现类将具有指定的特性和/或与实现相同接口的任何其他类兼容。

同时,抽象类是:

从完全抽象到完全实现,具有一个或多个抽象方法的倾向。可以包含声明和定义,声明标记为抽象。一个完整的类,并且受制于管理其他类的规则(只能从一个类继承),条件是它不能实例化(因为不能保证它完全实现)。可以具有非常量成员变量。可以实现成员访问控制,将成员限制为受保护、私有或私有包(未指定)。通常用于提供可由多个子类共享的尽可能多的实现,或者提供程序员能够提供的尽可能的实现。

或者,如果我们想将其归结为一句话:接口是实现类所拥有的,而抽象类是子类所拥有。

接口

接口是一个契约:编写接口的人说,“嘿,我接受这样的东西”,而使用接口的人则说“好的,我编写的类是这样的”。

接口是一个空壳。只有方法的签名,这意味着方法没有主体。接口无法执行任何操作。这只是一种模式。

例如(伪代码):

// I say all motor vehicles should look like this:
interface MotorVehicle
{
    void run();

    int getFuel();
}

// My team mate complies and writes vehicle looking that way
class Car implements MotorVehicle
{

    int fuel;

    void run()
    {
        print("Wrroooooooom");
    }


    int getFuel()
    {
        return this.fuel;
    }
}

实现一个接口只消耗很少的CPU,因为它不是一个类,只是一堆名称,因此不需要进行任何昂贵的查找。在重要的时候,比如在嵌入式设备中,这是非常棒的。


抽象类

与接口不同,抽象类是类。它们的使用成本更高,因为从它们继承时需要进行查找。

抽象类看起来很像接口,但它们有更多:您可以为它们定义行为。这更像是一个人说,“这些课程应该看起来像那样,而且它们有共同点,所以填空吧!”。

例如:

// I say all motor vehicles should look like this:
abstract class MotorVehicle
{

    int fuel;

    // They ALL have fuel, so lets implement this for everybody.
    int getFuel()
    {
         return this.fuel;
    }

    // That can be very different, force them to provide their
    // own implementation.
    abstract void run();
}

// My teammate complies and writes vehicle looking that way
class Car extends MotorVehicle
{
    void run()
    {
        print("Wrroooooooom");
    }
}

实施

虽然抽象类和接口被认为是不同的概念,但实现有时会使该语句不真实。有时,他们甚至不是你想象的那样。

在Java中,这个规则是强制执行的,而在PHP中,接口是没有声明方法的抽象类。

在Python中,抽象类更多地是一种编程技巧,您可以从ABC模块中获得,并且实际上使用元类,因此使用类。接口与这种语言中的duck类型更为相关,它混合了约定和调用描述符的特殊方法(__method__方法)。

与编程一样,还有另一种语言的理论、实践和实践:-)

之所以调用接口,是因为它向调用方(例如COM客户端)提供了由某个类实现的方法接口。通过将一个对象指针以多态的方式投射到对象类实现的接口的类型,它限制对象对其实现的接口中的函数和成员的访问,与coclass可能实现的其他COM接口分离。客户端不需要知道什么类实现了接口,或者该类中存在什么其他方法;对象以它所知道的接口实例的形式呈现(其中类的实例已被多态地转换为接口实例,该接口实例是类的子实例),它只是通过调用接口实例上的接口方法来使用接口。实际实现的所有细节和不同接口实现的无关功能/细节都与调用方期望的接口分离——调用方只使用它与对象的接口(接口实例及其作为对象一部分的虚拟表指针),并且调用底层对象实现,而调用者不必知道实现的位置或细节。通过接口(接口类型的指针)访问对象是一种封装形式,在语法上防止未经授权访问对象,并隐藏实现细节和其他与接口及其定义的个性无关的功能。

接口是所有方法都是虚拟和抽象的(抽象在C++中称为纯虚拟;所有抽象方法都包含虚拟说明符,因此是虚拟的)。抽象类是指至少有一个方法是虚拟的,并指定为抽象的(或C++中的纯虚拟)。其他细节因语言而异。所有的接口属性在java中都是隐式的公共静态final,但在C++中不是。Java允许在抽象类中使用非静态属性,但C++允许在两者中使用它们。两种语言中的属性都不能是虚拟/抽象的。

继承用于两个目的:

允许对象将父类型数据成员和方法实现视为自己的。允许期望引用超类型对象的代码使用对一种类型对象的引用。

在支持广义多重继承的语言/框架中,通常不需要将类型分类为“接口”或“抽象类”。然而,流行的语言和框架将允许一个类型将另一个类型的数据成员或方法实现视为自己的,即使它们允许一种类型可以替代任意数量的其他类型。

抽象类可能有数据成员和方法实现,但只能由不从任何其他类继承的类继承。接口对实现它们的类型几乎没有任何限制,但不能包含任何数据成员或方法实现。

有时,类型可以替代许多不同的东西是有用的;在其他情况下,对象将父类型数据成员和方法实现视为自己的成员是有用的。区分接口和抽象类允许在最相关的情况下使用这些功能。