Java筆記(2)-介面和抽象

了解 Java 中的介面(interface)和抽象(abstract)。

介面

介面可以被理解為「接口」，讓外部可以透過這個接口與內部作溝通。而「接口」通常都是有著某些特定形態的，只有收發雙方都有一樣的「接口」，接口才能被有效使用。介面作為接口，規範了方法能被外部使用的規則。

在程式設計中，我們可以透過介面來設定我們想被外部使用的規則，一是可以為每個需要的類別設定一樣的規則，二是避免把不應公開的內部程式碼對外公開。

介面(interface)的方法都是抽象(abstract)且公開(public)的，以及其屬性全部都為常數(const)，介面本身不實作方法，而是為了被外部使用，因此方法都必定是公開的。

範例

interface USB {
    public static final int a = 5;
    public abstract void execute();
    public abstract void stop();
}

不過這邊有個小技巧，由於介面裡面的屬性和方法一定「全部」都是「常數」和「抽象方法」，也一定要是 public 的，因此所有的修飾子都可以省略不寫：

interface USB {
    int a = 5;
    void execute();
    void stop();
}

以下是一個類別實作(implements) USB 介面的方式，介面中的所有方法都必需被實作。亦即表示，介面變成了類別的規範。

Class Mouse implements USB {
    private String state;
    private int countClick;
    public void execute() {
        this.state = "start";
    }
    public void stop() {
        this.state = "stop";
    }
    private void countClicking() {
        this.countClick += 1
    }
}

只要我們的類別需要用到 USB，我們就可以把 USB 介面實作到類別中。當介面作出改動時，所有實作該介面的類別都會收到訊息，以保實所有實作介面的類別都合符介面提出的規範。

但我們要注意的是，介面不一定是要能被重複使用的。換句話說，不是必需要可以被用在多個類別上時我們才使用介面，即使每個類別都有屬於自已的介面也是可以的，重點在於不要過度設計。

抽象

抽象類別

抽象類別不能建立實體，專門用來被繼承。
抽象類別(Abstract Class)是很容易與介面搞混的概念，但他們其實是有很大的不同。抽象類別是不能直接實例化的類別，抽象類別是用來被繼承的。

擁有這個概念的類別，繼承抽象類別，在程式撰寫上就可以利用多型的概念上程式更有邏輯性。舉例來說，Animal 這個抽象的概念不應該被實體化，因為現實中不存在一種東西叫作「動物」，而狗、鳥、魚都是實際存在的東西，都擁有「動物」這個概念的特性。

抽象類別範例：

abstract class Animal {
    // 成員定義
}

class Dog extends Animal {
    // 成員定義
}

class Bird extends Animal {
    // 成員定義
}

class Fish extends Animal {
    // 成員定義
}

抽象方法

抽象方法只能定義原型，專門用來被覆寫。
抽象方法只能寫方法的原型，無法定義方法的本體，抽象方法只能定義在抽象類別中。

方法的原型：只定義修飾子、回傳值型態、方法名稱、參數型態，而沒有大括號 {} 的部分就是方法原型。
方法的本體：就是用大括號 {} 定義的東西，有寫 {} 就算有定義，不管裡面有沒有程式敘述。

抽象方法(方法的原型)範例：

1 2	abstract <修飾子> 回傳型態方法名稱(<參數...>); abstract void eat();

因為抽象方法只能定義方法的原型，所以必須要有子類別「覆寫」這個抽象方法。

範例：

abstract class Animal{
    int weight,heigh;
    void setValue(int w,int h){
        this.weight = w;
        this.height = h;
    }
    abstract void eat();
}
class Dog extends Animal{
    void eat(){
        System.out.println("啃骨頭...");
    }
}
class Bird extends Animal{
    void eat(){
        System.out.println("早起吃蟲...");
    }
}

介面 vs 抽象類別

相同：

介面和抽象類別都無法直接被實例化(實體化)。
介面和抽象類別中的抽象方法都必須被實作(被覆寫)。

相異：

介面是用來被類別實作(extends)的，抽象類別是用來被類別繼承(extends)的。
抽象類別中可以定義抽象方法和非抽象方法，而介面中只能定義抽象方法。

參考資料

Java備忘筆記
 物件導向中的介面與抽象類別是什麼？