Java中 什么情况下使用接口？什么情况下使用抽象类？各自的优势是什么？

Question

谢谢

Answer 1

抽象类与接口的区别

abstract class和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，才赋予了Java强大的面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性，甚至可以相互替换，因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意。
其实，两者之间还是有很大的区别的，对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析，试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。
一、理解抽象类
abstract class和interface在Java语言中都是用来进行抽象类（本文中的抽象类并非从abstract class翻译而来，它表示的是一个抽象体，而abstract class为Java语言中用于定义抽象类的一种方法，请读者注意区分）定义的，那么什么是抽象类，使用抽象类能为我们带来什么好处呢？
在面向对象的概念中，我们知道所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、设计中得出的抽象概念，是对一系列看上去不同，但是本质上相同的具体概念的抽象。
比如：如果我们进行一个图形编辑软件的开发，就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念，它们是不同的，但是它们又都属于形状这样一个概念，形状这个概念在问题领域是不存在的，它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。
在面向对象领域，抽象类主要用来进行类型隐藏。我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述，但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类，而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体，因此它可以是不允许修改的；同时，通过从这个抽象体派生，也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知道，为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle)，抽象类是其中的关键所在。
二、从语法定义层面看abstract class和interface
在语法层面，Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式，下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下：

abstract class Demo ｛
abstract void method1();
abstract void method2();
…
｝

使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下：

interface Demo {
void method1();
void method2();
…
}

在abstract class方式中，Demo可以有自己的数据成员，也可以有非abstarct的成员方法，而在interface方式的实现中，Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是static final的，不过在interface中一般不定义数据成员），所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说，interface是一种特殊形式的abstract class。
从编程的角度来看，abstract class和interface都可以用来实现"design by contract"的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。
首先，abstract class在Java语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。但是，一个类却可以实现多个interface。也许，这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。
其次，在abstract class的定义中，我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中，方法却不能拥有默认行为，为了绕过这个限制，必须使用委托，但是这会 增加一些复杂性，有时会造成很大的麻烦。
在抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题，那就是可能会造成维护上的麻烦。因为如果后来想修改类的界面（一般通过abstract class或者interface来表示）以适应新的情况（比如，添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时，就会非常的麻烦，可能要花费很多的时间（对于派生类很多的情况，尤为如此）。但是如果界面是通过abstract class来实现的，那么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。
同样，如果不能在抽象类中定义默认行为，就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中，违反了"one rule，one place"原则，造成代码重复，同样不利于以后的维护。因此，在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。
三、从设计理念层面看abstract class和interface
上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本文将从另一个层面：abstract class和interface所反映出的设计理念，来分析一下二者的区别。作者认为，从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。
前面已经提到过，abstarct class在Java语言中体现了一种继承关系，要想使得继承关系合理，父类和派生类之间必须存在"is a"关系，即父类和派生类在概念本质上应该是相同的。对于interface 来说则不然，并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的，仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解，下面将通过一个简单的实例进行说明。
考虑这样一个例子，假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念，该Door具有执行两个动作open和close，此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型，定义方式分别如下所示：

使用abstract class方式定义Door：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
}

使用interface方式定义Door：

interface Door {
void open();
void close();
}

其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。
如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢（在本例中，主要是为了展示abstract class和interface反映在设计理念上的区别，其他方面无关的问题都做了简化或者忽略）下面将罗列出可能的解决方案，并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。
解决方案一：
简单的在Door的定义中增加一个alarm方法，如下：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
abstract void alarm();
}

或者

interface Door {
void open();
void close();
void alarm();
}

那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下：

class AlarmDoor extends Door {
void open() { … }
void close() { … }
void alarm() { … }
}

或者

class AlarmDoor implements Door ｛
void open() { … }
void close() { … }
void alarm() { … }
｝

这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP（Interface Segregation Priciple），在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变（比如：修改alarm方法的参数）而改变，反之依然。
解决方案二：
既然open、close和alarm属于两个不同的概念，根据ISP原则应该把它们分别定义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有：这两个概念都使用abstract class方式定义；两个概念都使用interface方式定义；一个概念使用abstract class方式定义，另一个概念使用interface方式定义。
显然，由于Java语言不支持多重继承，所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的，但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。
如果两个概念都使用interface方式来定义，那么就反映出两个问题：
1、我们可能没有理解清楚问题领域，AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器？
2、如果我们对于问题领域的理解没有问题，比如：我们通过对于问题领域的分析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的，那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图，因为在这两个概念的定义上（均使用interface方式定义）反映不出上述含义。
如果我们对于问题领域的理解是：AlarmDoor在概念本质上是Door，同时它有具有报警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢？前面已经说过，abstract class在Java语言中表示一种继承关系，而继承关系在本质上是"is a"关系。所以对于Door这个概念，我们应该使用abstarct class方式来定义。另外，AlarmDoor又具有报警功能，说明它又能够完成报警概念中定义的行为，所以报警概念可以通过interface方式定义。如下所示：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
}
interface Alarm {
void alarm();
}
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
void open() { … }
void close() { … }
void alarm() { … }
}

这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解，正确的揭示我们的设计意图。其实abstract class表示的是"is a"关系，interface表示的是"like a"关系，大家在选择时可以作为一个依据，当然这是建立在对问题领域的理解上的，比如：如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器，同时又具有Door的功能，那么上述的定义方式就要反过来了。
abstract class和interface是Java语言中的两种定义抽象类的方式，它们之间有很大的相似性。但是对于它们的选择却又往往反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理，因为它们表现了概念间的不同的关系（虽然都能够实现需求的功能）。这其实也是语言的一种的惯用法，希望读者朋友能够细细体会

Answer 2

具体可以去这个空间淘宝：
http://user.qzone.qq.com/151355135
里面有不少 Java 类的文章

今天实验室师兄提了一个有趣的问题“面向对象编程中为什么有了继承功能还要有接口功能？”，看似简单但还是很有深度的问题，虽然知道些答案但终究是没有完全答全，摆渡一下，整理答案如下，大家一起学习学习

类继承（extends）和实现接口（implements）是完全不同的两回事!
比如有两个基类 Base1 和 Base2，有两个接口 Intf1 和 Intf2，下面需要定义一个 MyClass 来实现一定的功能。
如果是『MyClass extends Base1, Base2』（当然 Java 并不支持多继承，现在姑且这么说），那么在 MyClass 里不需要再写任何代码，它就已经具有了两个基类的原有功能；
而如果是『MyClass implements Intf1, Intf2』，那么，在 MyClass 里必须按照两个接口的要求实现所有的方法，MyClass 才能用。
可以看出，两种做法是完全不同的。当然，仅从 Caller 程序员的角度看，用“继承”的时候，通过 MyClass 可以调用两个基类所声明的方法，用“实现”的时候，通过 MyClass 可以调用两个接口所声明的方法，好像有点差不多，所以我说“似是”；但从 Callee 程序员的角度看，两者在“面向对象”的世界里所扮演的角色是完全不同的，“继承”是用来实现“代码重用”，而“接口”更多体现的是“设计重用”。

接口作用主要是降低系统的耦合性.
如果你的系统在大多数情况下面依赖于继承的话,会导致整个系统的类体系结构非常的庞大,对于以后的需求变化的改动将是牵一发而动全身的.因为继承是高耦合的,子类知道并复用父类中的方法和属性.这种复用也叫做白箱复用.
而接口中只有方法的声明,也就是说接口形成了某种契约.只要良好的定义不同的组件之间的接口,就能够将不同的组件交给不同的开发团队开发,而另一个开发团队并不用去关心其他的开发团队是如何具体实现此接口中的方法的声明,此即黑箱复用,这样可以降低系统中组件,以及系统及系统之间的耦合性.更好的将"变化"进行有效的隔离.

接口主要是针对“实现”来说的，打个比方，接口就象“制定的标准”，而实现呢，就是按这个标准生产的产品。
比如，你是汽车引擎的标准制定者，你只需要规定尺寸，尾气的排放量等等指标，而不用管生产的过程。你这个标准对2方面有用，一是引擎厂商，二是汽车制造商。引擎厂商按你的标准生产引擎，而汽车制造商按你的标准给引擎留位置。
如果这个世界上只有一个引擎厂商，只生产一种引擎，那么你这个标准制定了也是白制定，没用的～。可是世界总是没有那么理想，只要有钱赚，一堆厂家会来生产引擎，这时候你的标准的作用就凸现出来了！对于家用型汽车生产商，它们可以选择价格便宜、功率较小的。而赛车生产商，它们可以选择功率强劲，油耗大的。对于同一款产品，如果汽车生产商黑，它还可以在量产的中途改用更差的引擎，而其他地方不用改。
换到程序的领域也是如此，你定义好一个接口，那么对2方面有用，一是实现这个接口的程序员，另一方面是需要用这个实现的人。
如果你保证用到这个实现的地方，永远不会被修改（不会象黑心厂商那样），那么这个接口就没什么用，还没有你直接用实现类简单。
可是世界总是没这么理想，特别是程序的世界里。
今天，你的实现是针对ORACLE的，你的代码中用到了跟ORACLE特性相关的内容。明天，你的客户可能跟你说：SORRY，ORACLE太贵了，你能不能帮我做成MYSQL的版本？ 为了满足他的需求，你有2种选择：
1、在以前的实现类上直接做修改。
2、新做一个实现类，在用到这个实现类的地方改代码为新的实现类。
如果你只有一个客户，也保证他不会再要求改回用ORACLE，第一种选择更为简单。可是如果不满足以上2个条件，那么第2种选择更为合适。 现在我们以具体的代码来示范。
(1)假设不用接口，你在用到这个实现的时候，你会这么写代码：
OracleImpl impl=new OracleImpl();
如果你把这个实现给多个方法用，那么方法的定义可能是这样：
void useImpl(OracleImpl impl){}
那么当你需要把OracleImpl改成MysqlImpl的时候，你要改3个地方。
(2)使用接口，你会这么写代码：
Interface impl=new OracleImpl();
如果你把这个实现给多个方法用，那么方法的定义可能是这样：
void useImpl(Interface impl){}
那么当你需要把OracleImpl改成MysqlImpl的时候，你只需要改1个地方。假设用到的地方很多，是不是比（1）强很多？但这还是不够！因为如果你有多个实例，那么你需要多个new OracleImpl();，这也需要你改多个地方。
(3)使用工厂模式
工厂模式就是把实例的产生的代码集中到一个类中，用这个类来产生实例。假设你定义的静态方法：
public class ImplFactory{
public static Interface getImpl(){
return new OracleImpl();
}
}
在用到的地方，你会这么写代码：
Interface impl=ImplFactory.getImpl();
这样，当你改成MysqlImpl的时候，你是不是只用改工厂类的一个地方？是的！可是这还不够，因为你毕竟还要改代码，有没有不改代码的方法呢？有！
(4) 比如我们把需要产生的实现类的类名放到一个配置文件中，假定这样写：
Interface=OracleImpl
那么我们工厂类可以这样：
public class ImplFactory{
public static Interface getImpl(){
String implClassName=\\此处略去从文件读的代码
return (Interface)(Class.forName(implClassName).newInstance());
}
}
当你需要改实现类为MysqlImpl的时候，你一行代码都不用改！只改配置文件就好了。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
这就是接口的魅力！
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

Answer 3

接口里边没有实质的方法。也就是说所有的方法都没有方法体，你要想使用接口就要重写里边所有的方法（也许其中有你不想用的方法）。抽象类就不需要这样，只重写你用到的方法就可以。一般提倡用接口而不用抽象类，因为JAVA是单继承的，而可以实现多个接口。

Answer 4

给你举一个具体的例子好吗？ 假如你想编写一个可以广泛应用的类 比如对所有动物的叫声进行反映，这时你就可以编写一个这样的抽象类A 以备后用。当程序中的某个类B中需要多次用到这个叫声反应 则可以让这个类B 作为类A的一个接口（关键字implements） 这样类B中就可以使用反应功能了
Java的特点是一个类只允许有一个父类，但可以实现多个类的接口 也就是说implements后可以有多个类

Answer 5

几乎都是贴的代码，你应该是新手，这个问题只有从事了J2EE开发的时候你才会用到或者说用的最多。很多情况下都可以用，如在解耦合的时候就用接口，当然不用也可以，只不过耦合度太高，不符合J2EE规范而已。