一、简介
抽象是面向对象编程的关键特征之一。它允许我们 通过更简单的接口提供功能来隐藏实现的复杂性。 在Java中，我们通过使用接口或抽象类来实现抽象。
在本文中，我们将讨论在设计应用程序时何时使用接口以及何时使用抽象类。此外，它们之间的主要区别以及根据我们想要实现的目标选择哪一个。
2. 类与接口
首先，让我们看看普通的具体类与接口之间的区别。
类是用户定义的类型，充当对象创建的蓝图。它可以具有分别表示对象的状态和行为的属性和方法。
接口也是一种用户定义的类型，在语法上类似于类。它可以具有将被接口实现类覆盖的字段常量和方法签名的集合。
除此之外， Java 8 新功能还支持接口中的静态方法和默认方法，以支持向后兼容性。如果接口中的方法不是 静态 或 默认的 并且全部都是 public ，则它们是隐式抽象的。
不过，从Java 9开始，我们还可以在接口中添加私有方法。
3. 接口与抽象类
抽象类只不过是使用 abstract 关键字声明的类。它还允许我们使用 abstract 关键字（抽象方法）声明方法签名，并强制其子类实现所有声明的方法。假设如果一个类有一个抽象方法，那么该类本身也必须是抽象的。
抽象类对字段和方法修饰符没有限制，而在接口中，默认情况下所有修饰符都是公共的。我们可以在抽象类中拥有实例和静态初始化块，但我们永远不能在接口中拥有它们。抽象类还可能具有将在子对象实例化期间执行的构造函数。
Java 8 引入了函数式接口，这是一种限制不超过一个声明的抽象方法的接口。除了静态方法和默认方法之外，任何具有单个抽象方法的接口都被视为函数式接口。我们可以利用这个特性来限制要声明的抽象方法的数量。在抽象类中，我们永远不能对抽象方法声明的数量进行限制。
抽象类在某些方面类似于接口：
- 我们无法实例化它们中的任何一个。 即，我们不能直接使用 new TypeName() 语句来实例化一个对象。如果我们使用上述语句，我们必须使用匿名类重写所有方法
- 它们都可能包含一组在有或没有其实现的情况下声明和定义的方法。 即，接口中的静态方法和默认方法（定义），抽象类中的实例方法（定义），两者中的抽象方法（声明）
4. 何时使用接口
让我们看一下应该使用接口的一些场景：
- 如果问题需要使用多重继承来解决并且由不同的类层次结构组成
- 当不相关的类实现我们的接口时。例如， Comparable提供了 compareTo() 方法，可以重写该方法来比较两个对象
- 当应用程序功能必须定义为契约，但不关心谁实现该行为时。即第三方供应商需要完全实施它
当我们的问题提出“A 有能力[做这件事]”时，请考虑使用该接口 。例如，“Clonable能够克隆一个对象”，“Drawable能够绘制一个形状”等。
让我们考虑一个使用接口的示例：
public interface Sender {
void send(File fileToBeSent);
}
public class ImageSender implements Sender {
@Override
public void send(File fileToBeSent) {
// image sending implementation code.
}
}
这里， Sender 是一个带有方法 send() 的接口。因此，“发送者能够发送文件”我们将其实现为一个接口。 ImageSender 实现将图像发送到目标的接口。我们可以进一步利用上面的接口来实现 VideoSender 、 DocumentSender 来完成各种工作。
考虑一个使用上述接口及其实现类的单元测试用例：
@Test
void givenImageUploaded_whenButtonClicked_thenSendImage() {
File imageFile = new File(IMAGE_FILE_PATH);
Sender sender = new ImageSender();
sender.send(imageFile);
}
5. 何时使用抽象类
现在，让我们看看应该使用抽象类的一些场景：
- 当尝试在代码中使用继承概念时（在许多相关类之间共享代码），通过提供子类重写的公共基类方法
- 如果我们有明确的要求并且只有部分实施细节
- 虽然扩展抽象类的类有几个公共字段或方法（需要非公共修饰符）
- 如果想要使用非最终或非静态方法来修改对象的状态
当我们的问题证明“A 是 B”时，请考虑使用抽象类和继承。 例如，“狗是一种动物”、“兰博基尼是一辆汽车”等。
让我们看一个使用抽象类的例子：
public abstract class Vehicle {
protected abstract void start();
protected abstract void stop();
protected abstract void drive();
protected abstract void changeGear();
protected abstract void reverse();
// standard getters and setters
}
public class Car extends Vehicle {
@Override
protected void start() {
// code implementation details on starting a car.
}
@Override
protected void stop() {
// code implementation details on stopping a car.
}
@Override
protected void drive() {
// code implementation details on start driving a car.
}
@Override
protected void changeGear() {
// code implementation details on changing the car gear.
}
@Override
protected void reverse() {
// code implementation details on reverse driving a car.
}
}
在上面的代码中， Vehicle 类与其他抽象方法一起被定义为抽象类。它提供任何现实世界车辆的通用操作，并且还具有一些常见功能。 Car 类扩展了 Vehicle 类，通过提供汽车的实现细节（“Car is a Vehicle”）来重写所有方法。
因此，我们将 Vehicle 类定义为抽象类，其中的功能可以由任何单独的真实车辆（如汽车和公共汽车）来实现。例如，在现实世界中，启动汽车和公共汽车永远不会相同（它们各自需要不同的实现细节）。
现在，让我们考虑一个使用上述代码的简单单元测试：
@Test
void givenVehicle_whenNeedToDrive_thenStart() {
Vehicle car = new Car("BMW");
car.start();
car.drive();
car.changeGear();
car.stop();
}
六，结论
本文讨论了接口和抽象类的概述以及它们之间的主要区别。此外，我们还检查了何时在工作中使用它们中的每一个来完成编写灵活且干净的代码。
本文中给出的示例的完整源代码可在 GitHub 上获取。