第三章：Java 面向对象编程（OOP）基础 第四节 接口与抽象类

1. 接口的定义与实现

首先，我们来看一下接口的定义与实现。

• 接口的定义：接口是一种特殊的抽象类，只能包含方法声明和常量定义，不能包含实例变量。接口用于定义类应遵循的行为规范。在Java中，使用interface关键字来定义接口。例如：

  public interface Animal {void eat();  // 抽象方法，接口中方法默认为public abstractvoid sleep();
  }

  在这个例子中，Animal接口定义了两个抽象方法：eat()和sleep()。

• 接口的实现：实现接口的类需要提供接口中所有方法的具体实现。使用implements关键字来实现接口。例如：

  public class Dog implements Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("Dog is eating");}
  ​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("Dog is sleeping");}
  }

  在这个例子中，Dog类实现了Animal接口，并提供了eat()和sleep()方法的具体实现。

2. 多接口实现与接口继承

接下来，我们来看看多接口实现与接口继承的内容。

• 多接口实现：一个类可以实现多个接口，这使得Java中的类可以拥有多种行为。例如：

  public interface Flyable {void fly();
  }
  ​
  public class Bird implements Animal, Flyable {@Overridepublic void eat() {System.out.println("Bird is eating");}
  ​@Overridepublic void sleep() {System.out.println("Bird is sleeping");}
  ​@Overridepublic void fly() {System.out.println("Bird is flying");}
  }

  在这个例子中，Bird类实现了Animal和Flyable两个接口，具有了eat()、sleep()和fly()三种行为。

• 接口继承：接口可以继承其他接口。一个接口可以继承一个或多个接口，形成一个接口继承链。例如：

  public interface Animal {void eat();
  }
  ​
  public interface Mammal extends Animal {void walk();
  }

  在这个例子中，Mammal接口继承了Animal接口，因此它包含了eat()方法，并且还定义了一个新的方法walk()。

3. 抽象类的定义与子类实现

接下来，我们来了解抽象类的定义与子类实现。

• 抽象类的定义：抽象类是不能被实例化的类，用于提供一个基类供其他类继承。抽象类可以包含抽象方法（没有方法体）和具体方法（有方法体）。使用abstract关键字来定义抽象类。例如：

  public abstract class Animal {abstract void makeSound(); // 抽象方法
  ​void sleep() { // 具体方法System.out.println("Animal is sleeping");}
  }

  在这个例子中，Animal是一个抽象类，定义了一个抽象方法makeSound()和一个具体方法sleep()。

• 子类实现抽象类：子类必须实现抽象类中的所有抽象方法，否则子类也必须被声明为抽象类。例如：

  public class Dog extends Animal {@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
  }

  在这个例子中，Dog类继承了Animal类，并实现了makeSound()方法。

4. 抽象类与接口在设计模式中的应用

最后，我们来探讨抽象类与接口在设计模式中的应用。

• 抽象类的应用：抽象类常用于模板方法模式和工厂方法模式中。模板方法模式通过定义一个模板方法来规定算法的步骤，并由子类实现具体的步骤。工厂方法模式则通过抽象类提供创建对象的接口，子类决定实例化哪一个具体类。

• 接口的应用：接口广泛应用于策略模式和观察者模式中。策略模式通过定义一系列算法，并让客户端选择合适的算法实现，从而使算法的变更不会影响到客户端。观察者模式通过定义一个接口来提供通知的机制，允许一个对象改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。