2015年1月6日 星期二

Java 介面(Interface)與抽象類別(Abstract class)的差異


前面有提到做抽象類別(Abstract class)的說明,而這裡會加入介面(Interface)這個觀念來加以說明,一開始可能會認為既然有抽象類別那麼為什麼又要有介面的概念呢?而以下將會一一的介紹兩者的觀念及相同與差異之處,最後以實際的例子來加以佐證。

一、抽象類別(Abstrace class):我們都知道抽象類別可以使用繼承的方式,但當我們在繼承一個抽象類別的時候就會形成「是一種」(is-a)的關係,例如有一個「鳥」的類別定義了「飛」的方法,而我們選擇繼承它來實作一個麻雀的類別,這樣一來,麻雀就是一種鳥。

二、介面(Interface):而介面就不會有是一種的概念,而是比較像「有此類型的行為」,舉個例子來說鳥會飛,蚊子也會飛,但蚊子不會是一種鳥,若只是為了飛行這個行為讓蚊子去繼承鳥就不太合適,既然兩個類別都有飛的概念,那就可以用一個飛行者(flyer)的介面具有飛的方法但不實作,分別讓鳥、蚊子去實作它。

三、兩者相同之處

     (一)兩者都不能被實例化

     (二)都必須去實作已宣告的抽象方法

四、兩者相異之處

     (一)一個類別可以實作多個介面,但只能繼承一個抽象方法。

     (二)介面所定義的每個方法都必須藉由延伸類別去實作,但抽象類別卻可以在其中實作部分的方法,其餘抽象的部分再交由延伸類別實作即可。

     (三)介面主要是定義一些方法給彼此較不相關但卻有共同功能的類別使用,而抽象類別主要應用在關係密切的(is-a)類別使用。

     (四)抽象類別屬於繼承架構,有較強烈的相依性,但介面就不是如此了,它可以讓毫無關係的類別來實作同一個介面。

五、接下來假設有這幾個角色:飛行者(Flyer)、航行者(Voyager)、飛機(Airplane)、水上飛機(Seaplane),分別以這幾個角色來釐清兩者的關係。

     (一)首先飛行者(Flyer)具有飛的行為

interface Flyer{
    public void fly();
}

    (二)航行者(Voyager)具有航行的行為

interface Voyager{
    public void sail();
}

    (三)飛機(Airplane)具有設定定位的功能,且使用了Flyer介面,而內部也定義一個抽象方法showMessage來顯示定位訊息,這個showMessage則作為擴充用,看是要彈跳視窗還是console來加以擴充。

abstract class Airplane{
    public  void setLocation(int x,int y){
        showMessage(String.format("x座標為:%d,y座標為:%d",x,y));
    }
    protected abstract void showMessage(String message);
}

     (四)假設我們的水上飛機可以航行也可以飛行,那麼我們就可以實作飛行者與航行者的介面

public class Seaplane implements Flyer,Voyager{
    public void fly(){System.out.println("I can fly!!!");}
    public void sail(){System.out.println("I can sail!!!");}
}

     (五)再來我們的水上飛機可能不只具有「飛」的功能更要具有定位及顯示定位訊息的進階功能,那麼我們就可以繼承自飛機(Airplane)並實作飛行者(Flyer)與航行者(Voyager)。

public class Seaplane extends Airplane implements Flyer,Voyager{
    public void fly(){System.out.println("I can fly!!!");}
    public void sail(){System.out.println("I can sail!!!");}
    protected void showMessage(String message){System.out.println(message);}
}

六、由於Java基本上允許單一繼承,因此想要像C++能夠多重繼承的話可以藉由介面(Interface)的方式加以達成。

public class 類別名稱 implements 介面1, 介面2, 介面3 { 
    // ...
}

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