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Java 面向对象进阶：抽象类、接口与 Comparable 接口

news 2025/11/10 7:55:08

Java-day16

引入

在 Java 面向对象编程中，抽象类和接口是实现“代码抽象与解耦”的核心工具，而 Comparable 接口则是实现“对象排序”的标准方式。本文将围绕这三大知识点，从定义与特点、实战应用到异同对比，全面解析其设计逻辑与使用场景，帮助读者掌握 Java 面向对象进阶的关键技能。

一、抽象类：类的“设计模板”

1.1 抽象类的定义与特点

- **定义**：被 abstract 修饰的类称为**抽象类**，被 abstract 修饰的方法称为**抽象方法**（无方法体，仅声明）。

- **核心特点**：

- 抽象类**不能实例化**（无法用 new 创建对象），但可用于**多态**（父类引用指向子类对象）；

- 抽象方法**必须在抽象类中声明**，子类继承抽象类时**必须重写所有抽象方法**（除非子类也是抽象类）；

- 抽象类可包含**普通方法（带方法体）**和**成员变量**；

- abstract 与 final、private、static 冲突（final 禁止重写/继承，private 子类无法访问，static 属于类而抽象方法需子类实现）。

1.2 抽象类实战示例

```java

package com.qcby;// 抽象类：作为父类模板public abstract class Base {// 普通方法（带方法体）public void run() {System.out.println("run");}// 抽象方法（无方法体，子类必须重写）public abstract void show();}// 子类：继承抽象类并实现抽象方法class Child extends Base {@Overridepublic void show() {System.out.println("子类实现抽象方法 show");}}

// 测试类public class Test {public static void main(String[] args) {// 多态：父类引用指向子类对象Base base = new Child();base.run(); // 调用父类普通方法base.show(); // 调用子类重写的抽象方法}}

```

**输出**：

run

子类实现抽象方法 show

二、接口：行为的“规范契约”

2.1 接口的定义与特点

- **定义**：接口是对“行为”的抽象，用 interface 关键字声明，其中的方法默认是 public abstract（Java 8 后可含默认方法和静态方法）。

- **核心特点**：

- 接口**不能实例化**，但可用于**多态**；

- 类可**实现多个接口**（解决 Java 类单继承的限制），接口之间可**多继承**；

- 实现类必须**重写接口的所有抽象方法**（除非实现类是抽象类）；

- 接口中的成员变量默认是 public static final（常量）。

2.2 接口实战示例

```java

package com.qcby;// 接口1：定义“吃饭”行为interface Eat {void eat();}// 接口2：定义“睡觉”行为interface Sleep {void sleep();}// 类实现多个接口class Person implements Eat, Sleep {@Overridepublic void eat() {System.out.println("人吃饭");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println("人睡觉");}}// 测试类public class Test {public static void main(String[] args) {// 多态：接口引用指向实现类对象Eat eat = new Person();eat.eat();Sleep sleep = new Person();sleep.sleep();}}

```

**输出**：

人吃饭

人睡觉

三、Comparable 接口：对象排序的“标准协议”

3.1 Comparable 接口的作用

Comparable 接口是 Java 提供的“**对象排序协议**”，实现该接口的类可以通过 compareTo() 方法定义自身的排序规则，从而支持集合（如 TreeSet、TreeMap）或数组的自动排序。

3.2 Comparable 实战示例（对象按属性排序）

```java

package com.qcby;import java.util.Arrays;// 实现 Comparable 接口，定义排序规则class Person implements Comparable {String name;int age;int height;public Person(String name, int age, int height) {this.name = name;this.age = age;this.height = height;}// 按身高升序排序（身高相同则按年龄升序）@Overridepublic int compareTo(Person o) {if (this.height != o.height) {return this.height - o.height;}return this.age - o.age;}@Overridepublic String toString() {return "Person{name='" + name + "', age=" + age + ", height=" + height + "}";}}

// 测试类public class Test {public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person("小花", 18, 180);Person p2 = new Person("小王", 19, 180);Person p3 = new Person("小赵", 20, 170);// 数组排序（依赖 Comparable 接口）Person[] persons = {p1, p2, p3};Arrays.sort(persons);for (Person p : persons) {System.out.println(p);}

// TreeMap 排序（Key 依赖 Comparable 接口）java.util.TreeMap treeMap = new java.util.TreeMap<>();treeMap.put(p1, "A");treeMap.put(p2, "B");treeMap.put(p3, "C");System.out.println(treeMap);}}

```

**输出**：

Person{name='小赵', age=20, height=170}

Person{name='小花', age=18, height=180}

Person{name='小王', age=19, height=180}

{Person{name='小赵', age=20, height=170}=C, Person{name='小花', age=18, height=180}=A, Person{name='小王', age=19, height=180}=B}

四、抽象类与接口的异同对比

特性	抽象类	接口
定义关键字	abstract class	interface
继承 / 实现方式	单继承（ extends ）	多实现（ implements ）
方法类型	可包含普通方法、抽象方法	默认为抽象方法（Java 8+ 可含默认方法、静态方法）
成员变量	可包含普通变量	默认为 public static final 常量
设计意图	对 “类” 的抽象，提取共性代码	对 “行为” 的抽象，定义规范契约
实例化限制	不能实例化	不能实例化
多态支持	支持（父类引用指向子类）	支持（接口引用指向实现类）