10年老兵带你学Java（第5课）：接口与抽象类 - 抽象与契约

本课目标

• 抽象类：抽象概念的类
• 接口：行为的契约
• 两者的区别和使用场景
• Java 8/9/11 接口新特性

上节课学了继承，继承是"是什么"的关系。
这节课学接口和抽象类，是"能做什么"的关系。

一、抽象类：抽象概念的类

1.1 什么是抽象类？

抽象类就是用abstract修饰的类，不能直接实例化（不能 new）。

为什么需要抽象类？

举个例子：

• “动物"是一个抽象概念，你不能创造一个"动物”，只能说"这是猫"或"这是狗"
• “形状"是一个抽象概念，你不能说"给我画一个形状”，只能说"画个圆"或"画个方"

抽象类的特点：

1. 用abstract修饰
2. 不能直接new创建对象
3. 可以有抽象方法（没有方法体的方法）
4. 也可以有普通方法和属性

1.2 抽象类的语法

// 抽象类：用abstract修饰publicabstractclassAnimal{protectedStringname;// 抽象方法：没有方法体，子类必须实现publicabstractvoidsound();// 普通方法：有方法体，子类可以直接继承publicvoideat(){System.out.println(name+"在吃东西");}// 构造方法（子类调用）publicAnimal(Stringname){this.name=name;}}

子类继承抽象类：

// 用extends继承抽象类publicclassCatextendsAnimal{publicCat(Stringname){super(name);// 调用父类构造}// 必须实现父类的抽象方法@Overridepublicvoidsound(){System.out.println(name+"喵喵喵");}}

使用：

publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){// 不能直接new抽象类// Animal a = new Animal(); // 错误！// 只能创建子类对象Animalcat=newCat("小花");cat.eat();// 继承来的方法cat.sound();// 重写的方法}}

1.3 抽象方法

抽象方法是只有方法签名、没有方法体的方法。

publicabstractclassAnimal{// 抽象方法：没有{}publicabstractvoidsound();publicabstractvoidmove();}

子类必须实现所有抽象方法，否则子类也必须是抽象类。

二、接口：行为的契约

2.1 什么是接口？

接口是一种行为规范，它定义了一组"能做什么"的方法，但不关心"怎么做"。

打个比方：

• USB接口：定义了供电和数据传输的规范，不管你是U盘还是鼠标，只要符合这个接口就能用
• Java接口：定义了一组方法的规范，不管哪个类实现，只要符合接口就能互换

2.2 接口的语法

// 定义接口：用interfacepublicinterfaceFlyable{// 接口中的方法默认是抽象的（Java 7以前）// 抽象方法：没有方法体voidfly();// 接口中的属性默认是常量（public static final）intMAX_SPEED=1000;}

类实现接口：用 implements

// 鸟实现飞接口publicclassBirdimplementsFlyable{@Overridepublicvoidfly(){System.out.println("鸟儿扇动翅膀飞翔");}}// 飞机实现飞接口publicclassAirplaneimplementsFlyable{@Overridepublicvoidfly(){System.out.println("飞机发动机推动飞翔");}}

使用：

publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){// 接口引用指向实现类对象Flyablef1=newBird();Flyablef2=newAirplane();f1.fly();// 鸟儿扇动翅膀飞翔f2.fly();// 飞机发动机推动飞翔}}

2.3 接口的特点

1. 接口不能实例化（不能new）
2. 接口的方法默认是抽象的（Java 7及以前）
3. 接口的属性默认是常量（public static final）
4. 一个类可以实现多个接口（弥补单继承的不足）
5. 接口可以继承接口（多继承）

2.4 接口的多实现

// 接口1publicinterfaceRunnable{voidrun();}// 接口2publicinterfaceEatable{voideat();}// 一个类可以实现多个接口publicclassPersonimplementsRunnable,Eatable{@Overridepublicvoidrun(){System.out.println("人在跑步");}@Overridepublicvoideat(){System.out.println("人在吃饭");}}

这解决了单继承的问题——类只能继承一个父类，但可以实现多个接口。

2.5 接口的默认方法（Java 8）

Java 8开始，接口可以有默认方法：

publicinterfaceFlyable{// 抽象方法voidfly();// 默认方法：用default修饰，有方法体defaultvoidland(){System.out.println("安全降落");}}

作用：如果接口需要新增方法，旧实现类不用全部重写。

publicclassBirdimplementsFlyable{@Overridepublicvoidfly(){System.out.println("鸟儿飞翔");}// 不需要实现land()，可以直接用默认的}// 使用Flyableb=newBird();b.land();// 输出：安全降落

2.6 接口的静态方法（Java 8）

publicinterfaceMathUtil{staticintmax(inta,intb){returna>b?a:b;}}// 调用：直接用接口名调用intm=MathUtil.max(10,20);// 20

三、抽象类 vs 接口

3.1 核心区别

3.2 选择原则

用抽象类：

• 类之间有明显的"是…的"关系（猫是动物）
• 需要共享代码（普通方法）
• 需要控制属性访问权限

用接口：

• 类之间有相同的行为但没有继承关系
• 需要多实现（一个类实现多个接口）
• 需要解耦（面向接口编程）

3.3 经典例子：门

// 抽象类：门（抽象概念）abstractclassDoor{protectedStringmaterial;publicDoor(Stringmaterial){this.material=material;}// 开门（普通方法）publicvoidopen(){System.out.println("门打开了");}// 关门（普通方法）publicvoidclose(){System.out.println("门关上了");}// 报警（抽象方法，子类实现）publicabstractvoidalarm();}// 木门classWoodenDoorextendsDoor{publicWoodenDoor(){super("木头");}@Overridepublicvoidalarm(){System.out.println("木头门发出警报：哔哔哔");}}// 铁门classIronDoorextendsDoor{publicIronDoor(){super("铁");}@Overridepublicvoidalarm(){System.out.println("铁门发出警报：滴滴滴");}}

四、综合练习：宠物店系统

4.1 需求

用接口和抽象类，实现一个宠物店系统：

• 抽象类 Pet：宠物的基本属性
• 接口 Jumpable：能跳的动作
• 接口 Eatable：能吃的动作

4.2 代码

// 抽象类：宠物abstractclassPet{protectedStringname;protectedintage;publicPet(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}// 普通方法publicvoidshowInfo(){System.out.println("宠物名："+name+"，年龄："+age);}}// 接口：能跳interfaceJumpable{voidjump();}// 接口：能吃interfaceEatable{voideat();}// 狗：继承Pet，实现Jumpable和EatableclassDogextendsPetimplementsJumpable,Eatable{publicDog(Stringname,intage){super(name,age);}@Overridepublicvoidjump(){System.out.println(name+"跳起来了！");}@Overridepublicvoideat(){System.out.println(name+"在吃狗粮");}}// 猫：继承Pet，实现Jumpable和EatableclassCatextendsPetimplementsJumpable,Eatable{publicCat(Stringname,intage){super(name,age);}@Overridepublicvoidjump(){System.out.println(name+"轻盈地跳上了桌子");}@Overridepublicvoideat(){System.out.println(name+"在吃猫粮");}}// 主程序publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){Pet[]pets={newDog("旺财",3),newCat("小白",2)};System.out.println("=== 宠物店 ===");for(Petpet:pets){pet.showInfo();// 强制类型转换后调用接口方法if(petinstanceofJumpable){((Jumpable)pet).jump();}if(petinstanceofEatable){((Eatable)pet).eat();}System.out.println();}// 统一管理：能跳的宠物System.out.println("=== 能跳的宠物 ===");for(Petpet:pets){if(petinstanceofJumpable){Jumpablej=(Jumpable)pet;j.jump();}}}}

4.3 运行结果

=== 宠物店 === 宠物名：旺财，年龄：3 旺财跳起来了！ 旺财在吃狗粮 宠物名：小白，年龄：2 小白轻盈地跳上了桌子 小白在吃猫粮 === 能跳的宠物 === 旺财跳起来了！ 小白轻盈地跳上了桌子

五、常见错误

❌ 错误1：抽象类能直接new

publicabstractclassAnimal{publicabstractvoidsound();}// 错误！抽象类不能实例化Animala=newAnimal();// 正确Animala=newCat();

❌ 错误2：接口属性不是常量

publicinterfaceFlyable{// 错误！这是常量，默认是 public static finalintMAX_SPEED=1000;// 如果写：intspeed;// 等价于 public static final int speed = 1000;}

❌ 错误3：接口方法漏写public

publicinterfaceFlyable{// Java 7以前，必须写publicvoidfly();// 等价于 public abstract void fly();// 错误！子类实现时需要public，这里不写会报错voidland();}

❌ 错误4：抽象方法没有全部实现

publicabstractclassAnimal{publicabstractvoidsound();publicabstractvoidmove();}// 错误！子类必须实现所有抽象方法classCatextendsAnimal{@Overridepublicvoidsound(){System.out.println("喵");}// 缺少move()的实现，报错！}// 正确classCatextendsAnimal{@Overridepublicvoidsound(){System.out.println("喵");}@Overridepublicvoidmove(){System.out.println("猫在走");}}

六、本课总结

抽象类：

• 用abstract class定义
• 单继承，有构造方法
• 适合"是什么"的关系
• 可以有抽象方法和普通方法

接口：

• 用interface定义
• 多实现，无构造方法
• 适合"能做什么"的关系
• Java 7：抽象方法；Java 8+：默认方法、静态方法

选择：

• 有继承关系，用抽象类
• 需要多实现，用接口
• 既要继承又要多实现：先extends一个类，再implements多个接口

七、下节课预告

第6课：常用类

• String 字符串
• StringBuilder 可变字符串
• 日期时间 API
• 包装类

学完这课，你就能更高效地处理数据了。

关注我，跟着老兵学Java，少走弯路。

💬评论区聊聊：抽象类和接口，哪个更容易搞混？