【JAVA】抽象类与接口：设计模式中的应用对比（16）

核心知识点详细解释

Java抽象类和接口的定义、特点和使用场景

抽象类

抽象类是使用 abstract 关键字修饰的类。它不能被实例化，主要用于作为其他类的基类，提供一些通用的属性和方法。抽象类可以包含抽象方法和具体方法。抽象方法是使用 abstract 关键字修饰的方法，它只有方法声明，没有方法体，子类必须实现这些抽象方法。例如：

abstract class Shape {protected String color;public Shape(String color) {this.color = color;}public String getColor() {return color;}public abstract double area();
}

在这个例子中，Shape 是一个抽象类，包含一个具体方法 getColor 和一个抽象方法 area。

接口

接口是一种完全抽象的类型，使用 interface 关键字定义。接口中只能包含常量和抽象方法，不能包含具体方法（Java 8 及以后版本支持默认方法和静态方法）。接口中的方法默认是 public abstract 的，常量默认是 public static final 的。例如：

interface Drawable {void draw();
}

在这个例子中，Drawable 是一个接口，包含一个抽象方法 draw。

抽象类和接口在设计模式中的应用对比

策略模式

策略模式是一种行为设计模式，它定义了一系列的算法，并将每个算法封装起来，使它们可以相互替换。抽象类和接口都可以用于实现策略模式。

使用抽象类实现：

abstract class Strategy {public abstract void execute();
}class ConcreteStrategyA extends Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("Executing strategy A");}
}class ConcreteStrategyB extends Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("Executing strategy B");}
}class Context {private Strategy strategy;public Context(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void executeStrategy() {strategy.execute();}
}

使用接口实现：

interface Strategy {void execute();
}class ConcreteStrategyA implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("Executing strategy A");}
}class ConcreteStrategyB implements Strategy {@Overridepublic void execute() {System.out.println("Executing strategy B");}
}class Context {private Strategy strategy;public Context(Strategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void executeStrategy() {strategy.execute();}
}

在策略模式中，使用抽象类和接口的区别不大，主要取决于具体的需求。如果需要提供一些通用的实现和属性，使用抽象类更合适；如果只需要定义行为规范，使用接口更合适。

工厂模式

工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的方式，将对象的创建和使用分离。抽象类和接口都可以用于实现工厂模式。

使用抽象类实现：

abstract class Product {public abstract void use();
}class ConcreteProductA extends Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using product A");}
}class ConcreteProductB extends Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using product B");}
}abstract class Factory {public abstract Product createProduct();
}class ConcreteFactoryA extends Factory {@Overridepublic Product createProduct() {return new ConcreteProductA();}
}class ConcreteFactoryB extends Factory {@Overridepublic Product createProduct() {return new ConcreteProductB();}
}

使用接口实现：

interface Product {void use();
}class ConcreteProductA implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using product A");}
}class ConcreteProductB implements Product {@Overridepublic void use() {System.out.println("Using product B");}
}interface Factory {Product createProduct();
}class ConcreteFactoryA implements Factory {@Overridepublic Product createProduct() {return new ConcreteProductA();}
}class ConcreteFactoryB implements Factory {@Overridepublic Product createProduct() {return new ConcreteProductB();}
}

在工厂模式中，使用抽象类和接口的选择也取决于具体需求。如果需要提供一些通用的创建逻辑，使用抽象类更合适；如果只需要定义创建对象的规范，使用接口更合适。

根据具体需求选择抽象类或接口

需要提供通用实现：如果需要提供一些通用的属性和方法实现，使用抽象类。抽象类可以包含具体方法，子类可以继承这些方法，避免重复实现。
只需要定义行为规范：如果只需要定义一组行为规范，不关心具体实现，使用接口。接口可以让一个类实现多个接口，实现多重继承的效果。
单继承限制：由于 Java 是单继承的，一个类只能继承一个抽象类。如果一个类已经继承了某个类，但还需要实现其他行为规范，使用接口。

实际业务场景中的应用案例

图形绘制系统

在一个图形绘制系统中，可以使用抽象类 Shape 来定义图形的通用属性和方法，如颜色、面积计算等。然后使用接口 Drawable 来定义图形的绘制行为。不同的图形类可以继承 Shape 类并实现 Drawable 接口。例如：

abstract class Shape {protected String color;public Shape(String color) {this.color = color;}public String getColor() {return color;}public abstract double area();
}interface Drawable {void draw();
}class Circle extends Shape implements Drawable {private double radius;public Circle(String color, double radius) {super(color);this.radius = radius;}@Overridepublic double area() {return Math.PI * radius * radius;}@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a circle with color " + getColor());}
}

电商系统中的折扣策略

在电商系统中，可以使用接口来定义折扣策略。不同的折扣策略类实现该接口，提供不同的折扣计算方法。例如：

interface DiscountStrategy {double calculateDiscount(double price);
}class PercentageDiscount implements DiscountStrategy {private double percentage;public PercentageDiscount(double percentage) {this.percentage = percentage;}@Overridepublic double calculateDiscount(double price) {return price * percentage / 100;}
}class FixedAmountDiscount implements DiscountStrategy {private double amount;public FixedAmountDiscount(double amount) {this.amount = amount;}@Overridepublic double calculateDiscount(double price) {return amount;}
}

常见面试问题与解答思路

问题 1：抽象类和接口的区别是什么？

解答思路：抽象类可以包含具体方法和抽象方法，而接口在 Java 8 之前只能包含抽象方法（Java 8 及以后支持默认方法和静态方法）；抽象类使用 abstract 关键字定义，接口使用 interface 关键字定义；一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口；抽象类可以有构造方法，接口没有构造方法。