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【面试问题】Java 接口与抽象类的区别

news 来源：原创 2025/5/15 14:20:23

引言

在 Java 面向对象编程中，接口（Interface）和抽象类（Abstract Class）是两个重要的抽象工具。它们都能定义未实现的方法，但设计目标和使用场景截然不同。本文将通过语法、特性和实际案例，深入解析两者的核心区别。

一、基础概念回顾

抽象类（Abstract Class）

定义：使用 abstract 关键字声明的类，包含抽象方法（无实现）和具体方法（有实现）。
特点：
- 不能被实例化，必须通过子类继承（extends）。
- 子类必须实现所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。
- 可以包含构造方法、成员变量和非抽象方法。

接口（Interface）

定义：使用 interface 关键字声明，默认所有方法都是抽象的（Java 8 之前）。
特点：
- 不能被实例化，必须通过类实现（implements）或接口继承（extends）。
- 实现类必须实现所有接口方法（除非是抽象类）。
- 成员变量默认是 public static final（常量）。
- Java 8 后支持默认方法（default）和静态方法。

二、核心差异对比

1. 语法层面

特性	抽象类	接口
关键字	`abstract class`	`interface`
构造方法	支持（用于初始化子类）	不支持
方法类型	抽象方法（`abstract`）+ 具体方法	抽象方法（默认 `public abstract`）+ 默认方法（Java 8+）
成员变量	支持任意类型（实例 / 静态）	只能是 `public static final` 常量
继承 / 实现	单继承（`extends`）	多实现（`implements`）
访问修饰符	任意（`public`/`protected`/`default`）	方法默认 `public`，不可修改

2. 设计目标

抽象类：
表示 “is-a”关系，用于提取同类事物的公共行为。例如：Animal 抽象类包含 eat() 抽象方法和 sleep() 具体方法，子类（如 Dog、Cat）继承并扩展。

abstract class Animal {
    protected String name;
    
    public Animal(String name) { this.name = name; }
    
    abstract void eat(); // 抽象方法
    
    public void sleep() { // 具体方法
        System.out.println(name + " is sleeping.");
    }
}

接口：
表示 “can-do”关系，定义行为契约，与具体实现解耦。例如：Flyable 接口定义 fly() 方法，适用于 Bird、Airplane 等不相关类。

interface Flyable {
    void fly(); // 默认 public abstract
    
    default void takeOff() { // Java 8 默认方法
        System.out.println("Preparing to fly...");
    }
}

3. 多态支持

抽象类：单继承，子类继承父类的实现和状态。
接口：多实现，类可以实现多个接口，灵活组合行为（解决 Java 单继承的局限性）。

4. 版本兼容性

抽象类：修改抽象类的方法时，子类可能需要重构（强耦合）。
接口：Java 8 引入默认方法后，新增方法不影响已有实现类（向后兼容）。

三、使用场景建议

场景描述	推荐选择	原因
提取同类事物的公共属性和行为	抽象类	继承机制保证代码复用
定义跨类的通用行为契约	接口	多实现支持解耦
需要强制实现某些方法，同时提供默认实现	接口（默认方法）	灵活扩展，兼容旧代码
表示 “模板” 设计（如模板方法模式）	抽象类	具体方法定义流程，抽象方法由子类实现

四、实战案例：交通工具设计

抽象类：`Vehicle`（公共属性：速度）

abstract class Vehicle {
    protected int speed;
    
    public Vehicle(int speed) { this.speed = speed; }
    
    abstract void start(); // 抽象方法：启动逻辑
    
    public void stop() { // 具体方法：通用停止逻辑
        System.out.println("Stopping... Speed: " + speed);
    }
}

接口：`ElectricPowered`（行为契约：充电）

interface ElectricPowered {
    void charge(); // 充电行为
}

实现类：`ElectricCar`

class ElectricCar extends Vehicle implements ElectricPowered {
    public ElectricCar(int speed) { super(speed); }
    
    @Override
    void start() { // 实现抽象方法
        System.out.println("Electric car started. Speed: " + speed);
    }
    
    @Override
    public void charge() { // 实现接口方法
        System.out.println("Charging...");
    }
}

五、总结：选择的核心原则

维度	抽象类	接口
关系	继承（is-a）	实现（can-do）
代码复用	强（继承状态和实现）	弱（仅契约，无实现复用）
灵活性	低（单继承）	高（多实现）
设计约束	部分抽象（可包含具体方法）	完全抽象（Java 8 前）
最佳实践	模板设计、公共逻辑抽取	行为契约、功能组合

口诀：
“抽象类是模板，接口是契约；
继承用抽象类，行为用接口。”

六、区别汇总

项	抽象类	接口
继承与实现	子类使用extends关键字来继承抽象类。只能继承1个抽象类。	子类使用关键字implements来实现接口。可以实现多个接口。
构造方法	可以有构造方法。	不能有构造方法。
普通方法	允许有普通方法。	所有方法都必须是抽象的。（JDK8后允许使用default、static定义非抽象方法）
成员变量	允许有成员变量。	只允许有常量（public static final类型）。
访问修饰符	抽象方法可以是：public、protected	抽象方法只能是public。默认为public abstract
main方法	可以有main方法并且我们可以运行它。	没有main方法，因此我们不能运行它。
设计理念	被继承体现的是：”is a”的关系。抽象类中定义的是该继承体系的共性功能。	被实现体现的是：”like a”的关系。接口中定义的是该继承体系的扩展功能。