（一）概述
在Java語言中， abstract class 和interface 是支持抽象類定義的兩種機制。正是由於這兩種機制的存
在，才賦予了Java強大的 面向對象能力。abstract class和interface之間在對於抽象類定義的支持方面具有
很大的相似性，甚至可以相互替換，因此很多開發者在進 行抽象類定義時對於abstract class和interface的
選擇顯得比較隨意。其實，兩者之間還是有很大的區別的，對於它們的選擇甚至反映出對 於問題領域本質的理
解、對於設計意圖的理解是否正確、合理。
abstract class和interface在Java語言中都是用來進行抽象類（本文 中的抽象類並非從abstract class
翻譯而來，它表示的是一個抽象體，而abstract class爲Java語言中用於定義抽象類的一種方法， 請讀者注意
區分）定義的，那麼什麼是抽象類，使用抽象類能爲我們帶來什麼好處呢？
在 面向對象的概念中，我們知道所有的對象都是通過類來描繪的，但是反過來卻不是這樣。並不是 所有
的類都是用來描繪對象的（把類具體化），如果一個類中沒有包含足夠的信息來描繪一個具體的對象，這樣的
類就是抽象類。抽象類往往用來表徵我們在對問題領域進行分析、 設計中得出的抽象概念，是對一系列看上去
不同，但是本質上相同的具體概念的抽象。比如：如果我們進行一個圖形編輯軟件的開發，就會發現問題領域
存在着圓、 三角形這樣一些具體概念，它們是不同的，但是它們又都屬於形狀這樣一個概念，形狀這個概念在
問題領域是不存在的，它就是一個抽象概念。正是因爲抽象的概念 在問題領域沒有對應的具體概念，所以用以
表徵抽象概念的抽象類是不能夠實例化的。
在面向對象領域，抽象類主要用來進行類型隱藏。 我們可以構造出一個固定的一組行爲的抽象描 述，但
是這組行爲卻能夠有任意個可能的具體實現方式。這個抽象描述就是抽象類，而這一組任意個可能的具體實現
則表現爲所有可能的派生類。好比，動物是一個抽象類，人、猴子、老虎就是具體實現的派生類，我們就可以
用動物類型來隱藏人、猴子和老虎的類型。
（二）從語法定義來分析
在語法層面，Java語言對於abstract class和interface給出了不同的定義方式，下面以定義一個名爲Demo的抽象類爲例來說明這種不同。
使用abstract class的方式定義Demo抽象類的方式如下：
abstract class Demo｛
abstract void method1();
abstract void method2();
…
｝
使用interface的方式定義Demo抽象類的方式如下：
interface Demo{
void method1();
void method2();
…
}
在abstract class方式中，Demo可以有自己的數據成員，也可以有非 abstract的成員方法，而在interface方式的實現中，Demo只能夠有
靜態的不能被修改的數據成員（也就是必須是static final 的，不過在interface中一般不定義數據成員），所有的成員方法都是abstract的
。從某種意義上說，interface是一種特殊形式的 abstract class。
從編程的角度來看，abstract class和interface都可以用來實現 "design by contract" 的思想。但是在具體的使用上面還是有一些區別
的。
首先，abstract class 在 Java 語言中表示的是一種繼承關係，一個類只能使用一次繼承關係(因爲Java不支持多繼承 -- 轉註)。但是，
一個類卻可以實現多個interface。也許，這是Java語言的設計者在考慮Java對於多重繼承的支持方面的一種折中考慮吧。
其次，在abstract class的定義中，我們可以賦予方法的默認行爲。但是在interface的定義中，方法卻不能擁有默認行爲，爲了繞過這個
限制，必須使用委託，但是這會增加一些複雜性，有時會造成很大的麻煩。
在 抽象類中不能定義默認行爲還存在另一個比較嚴重的問題，那就是可能會造成維護上的麻煩。因爲如果後來想修改類的界面（一般通
過 abstract class 或者interface來表示）以適應新的情況（比如，添加新的方法或者給已用的方法中添 加新的參數）時，就會非常的麻煩
，可能要花費很多的時間（對於派生類很多的情況，尤爲如此）。但是如果界面是通過abstract class來實現的，那 麼可能就只需要修改定義
在abstract class中的默認行爲就可以了。
同樣，如果不能在抽象類中定義默認行爲，就會導致同樣的方法實現出現在該抽象類的每一個派生類中，違反了 "one rule，one place"
原則，造成代碼重複，同樣不利於以後的維護。因此，在abstract class和interface間進行選擇時要非常的小心。
（三）從設計理念層面分析
上面主要從語法定義和編程的角度論述了abstract class和interface的區 別，這些層面的區別是比較低層次的、非本質的。本小節將從另一
個層面：abstract class和interface所反映出的設計理念，來分析一下二者的區別。作者認爲，從這個層面進行分析才能理解二者概念的本質
所在。
前面已經提到過，abstract class在Java語言中體現了一種繼承關係，要想使得 繼承關係合理，父類和派生類之間必須存在"is-a"關係，
即父類和派生類在概念本質上應該是相同的。對於interface來說則不然，並不要求interface的實現者和interface定義在概念本質上是一致的
， 僅僅是實現了interface定義的契約而已。爲了使論述便於理解，下面將通過一個簡單的實例進行說明。
考慮這樣一個例子，假設在我們的問題領域中有一個關於Door的抽象概念，該Door具有執行兩個動作open和close，此時我們可以通過
abstract class或者interface來定義一個表示該抽象概念的類型，定義方式分別如下所示：
使用abstract class方式定義Door：
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close()；
}
使用interface方式定義Door：
interface Door{
void open();
void close();
}
其他具體的Door類型可以extends使用abstract class方式定義的Door或者implements使用interface方式定義的Door。看起來好像使用
abstract class和interface沒有大的區別。
如果現在要求Door還要具有報警的功能。我們該如何設計針對該例子的類結構呢（在本例中， 主要是爲了展示 abstract class 和
interface 反映在設計理念上的區別，其他方面無關的問題都做了簡化或者忽略）？下面將羅列出可能的解 決方案，並從設計理念層面對這些
不同的方案進行分析。
解決方案一：
簡單的在Door的定義中增加一個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();
}
那麼具有報警功能的AlarmDoor的定義方式如下：
class AlarmDoor extends Door{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
或者
class AlarmDoor implements Door｛
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
｝
這種方法違反了面向對象設計中的一個核心原則 ISP (Interface Segregation Principle)，在Door的定義中把Door概念本身固有的行爲
方法和另外一個概念"報警器"的行爲方 法混在了一起。這樣引起的一個問題是那些僅僅依賴於Door這個概念的模塊會因爲"報警器"這個概念的
改變（比如：修改alarm方法的參數）而改變，反 之依然。
解決方案二：
既然open、close和alarm屬於兩個不同的概念，根據ISP原則應該把它們分別定 義在代表這兩個概念的抽象類中。定義方式有：這兩個概
念都使用 abstract class 方式定義；兩個概念都使用interface方式定義；一個概念 使用 abstract class 方式定義，另一個概念使用
interface方式定義。
顯然，由於Java語言不支持多重繼承，所以兩個概念都使用abstract class方式定義是不可行的。後面兩種方式都是可行的，但是對於它
們的選擇卻反映出對於問題領域中的概念本質的理解、對於設計意圖的反映是否正確、合理。我們一一來分析、說明。
如果兩個概念都使用interface方式來定義，那麼就反映出兩個問題：1、我們可能沒有 理解清楚問題領域，AlarmDoor在概念本質上到底
是Door還是報警器？2、如果我們對於問題領域的理解沒有問題，比如：我們通過對於問題領域的分 析發現AlarmDoor在概念本質上和Door是一
致的，那麼我們在實現時就沒有能夠正確的揭示我們的設計意圖，因爲在這兩個概念的定義上（均使用 interface方式定義）反映不出上述含
義。
如果我們對於問題領域的理解是：AlarmDoor在概念本質上是Door，同時它有具有報 警的功能。我們該如何來設計、實現來明確的反映出
我們的意思呢？前面已經說過，abstract class在Java語言中表示一種繼承關係，而繼承關係 在本質上是"is-a"關係。所以對於Door這個概念
，我們應該使用abstarct class方式來定義。另外，AlarmDoor又具有報警功能，說 明它又能夠完成報警概念中定義的行爲，所以報警概念可
以通過interface方式定義。如下所示：
abstract class Door{
abstract void open();
abstract void close()；
}
interface Alarm{
void alarm();
}
class Alarm Door extends Door implements Alarm{
void open(){…}
void close(){…}
void alarm(){…}
}
這種實現方式基本上能夠明確的反映出我們對於問題領域的理解，正確的揭示我們的設計意圖。其 實abstract class表示的是"is-a"關係
，interface表示的是"like-a"關係，大家在選擇時可以作爲一個依據，當然這是建立在對問題領域的理解上的，比如：如果我們認爲
AlarmDoor在概念本質上是報警器，同時又具有Door的功能，那麼上述的定義方式就要反過來了。
（四）abstract class總結
1.abstract class通常含有一個或多個抽象方法，抽象方法不提供實現；包含抽象方法的類必須聲明爲抽象類abstract class；abstract
class的所有具體子類都必須爲超類提供具體實現；子類如果沒有實現超類的抽象方法，則會產生編譯錯誤，除非子類也聲明爲abstract。
2.abstract class聲明瞭類層次結構中各個類的共同屬性和行爲；由於不能繼承構造函數，因此構造函數不能聲明爲抽象方法；儘管不能
實例化抽象類的對象，但是能夠聲明抽象類型的變量，這種變量可用於引用子類的對象
（五）interface總結
1.接口以interface開始，幷包含一組默認爲是public的抽象方法，接口可以包含變量，默認爲static final的，且必須給其初值，所以實
現類中不能重新定義，也不能改變其值；實現接口必須實現其中的所有方法，接口中不能有實現方法，所有的成員方法都是abstract的。
2.如果一個類沒有實現任何接口方法，則它是抽象類，並且必須以關鍵字abstract聲明該類；實現一個接口如同與編譯器達成一個協議，
“我將聲明該接口制定的所有方法”。
（六）小結
1.abstract class 在 Java 語言中表示的是一種繼承關係，一個類只能使用一次繼承關係。但是，一個類卻可以實現多個interface。
2.在abstract class 中可以有自己的數據成員，也可以有非abstarct的成員方法，而在interface中，只能夠有靜態的不能被修改的數據
成員（也就是必須是static final的，不過在 interface中一般不定義數據成員），所有的成員方法都是abstract的。
3.abstract class和interface所反映出的設計理念不同。其實abstract class表示的是"is-a"關係，
interface表示的是"like-a"關係。
4.接口一般用於在抽象類中沒有可供繼承的默認實現時（即沒有實例變量和默認方法實現）代替該類。
5.abstract class是另一種契約形式,是設計對實現的要求；而接口是服務器對客戶端的要求。
6.abstract class是一個基類，不能被實例化；接口是個聲明，每個對應接口的類都要實現方法。
7. 一個子類如果implements一個接口，就必須實現接口中的所有方法（不管是否需要）；如果是繼承一個抽象類，只需要實現需要的方法
即可，這是抽象類的一個優點
8. 如果一個接口中定義的方法名改變了，那麼所有實現此接口的子類顯然將無法通過編譯，因爲它們所實現的方法名已經不存在了，這是
接口的一個缺點；而抽象類中如果有個非抽象方法改了，就不存在這個問題，只是爲子類添加了一個新的方法。
9. 看前面兩點，似乎抽象類要比接口有着更多的優點，但它卻有着一個難以彌補的缺點：就是一個子類只能有一個父類。A extends B 。
這樣A就擁有了B的所有方法和功能，但當A還想擁有C的功能的時候。就不能通過 A extends C 來實現，而需要走一些彎路。目前系統架構
的趨勢就是由針對抽象（藉口，抽象類）而不是具體編程，並且將功能儘可能的細分。這就需要通過實現多個接口的方式來實現，顯然，抽
象類無法提供這樣的功能。從系統重構的角度來說，一個具體類抽象出接口是十分方便的。只需要寫一個接口，裏面定義具體類的所有方法，
然後在爲這個具體類implement這個接口就可以了。而抽象類就要複雜的多，比如說 B extends A , C extends B 如果想要爲c抽象出一個抽象
類D的話，就需要找到它的最頂層A來從頭做起,因爲無法做到C extends D