Abstrakte Klasse vs Schnittstelle in Java

Mir wurde eine Frage gestellt, ich wollte meine Antwort hier überprüfen lassen.

F: In welchem ​​Szenario ist es besser, eine abstrakte Klasse zu erweitern, als die Schnittstelle (n) zu implementieren?

A: Wenn wir ein Entwurfsmuster für die Vorlagenmethode verwenden.

Hab ich recht ?

Es tut mir leid, wenn ich die Frage nicht klar formulieren konnte.
Ich kenne den grundlegenden Unterschied zwischen abstrakter Klasse und Schnittstelle.

1) Verwenden Sie eine abstrakte Klasse, wenn die Anforderung so ist, dass für jede bestimmte Operation dieselbe Funktionalität in jeder Unterklasse implementiert werden muss (implementieren Sie die Methode) und für einige andere Operationen unterschiedliche Funktionen (nur Methodensignaturen).

2) Verwenden Sie die Schnittstelle, wenn Sie die Signatur gleich (und die Implementierung unterschiedlich) setzen müssen, damit Sie die Schnittstellenimplementierung einhalten können

3) Wir können maximal eine abstrakte Klasse erweitern, aber mehr als eine Schnittstelle implementieren

Wiederholung der Frage: Gibt es außer den oben genannten noch andere Szenarien, in denen speziell die Verwendung einer abstrakten Klasse erforderlich ist (man sieht, dass das Entwurfsmuster der Vorlagenmethode nur konzeptionell darauf basiert)?

Interface vs. Abstract Klasse

Die Wahl zwischen diesen beiden hängt wirklich davon ab, was Sie tun möchten, aber zum Glück kann Erich Gamma uns ein bisschen helfen.

Wie immer gibt es einen Kompromiss, eine Schnittstelle gibt Ihnen Freiheit in Bezug auf die Basisklasse, eine abstrakte Klasse gibt Ihnen die Freiheit, später neue Methoden hinzuzufügen . - Erich Gamma

Sie können eine Benutzeroberfläche nicht ändern, ohne viele andere Dinge in Ihrem Code ändern zu müssen. Die einzige Möglichkeit, dies zu vermeiden, besteht darin, eine ganz neue Benutzeroberfläche zu erstellen, was möglicherweise nicht immer gut ist.

Abstract classessollte hauptsächlich für Objekte verwendet werden, die eng miteinander verbunden sind. Interfacessind besser darin, gemeinsame Funktionen für nicht verwandte Klassen bereitzustellen.

Wann werden Schnittstellen verwendet?

Eine Schnittstelle ermöglicht es jemandem, von vorne zu beginnen, um Ihre Schnittstelle zu implementieren oder Ihre Schnittstelle in einem anderen Code zu implementieren, dessen ursprünglicher oder primärer Zweck sich stark von Ihrer Schnittstelle unterschied. Für sie ist Ihre Benutzeroberfläche nur zufällig, etwas, das zu ihrem Code hinzugefügt werden muss, um Ihr Paket verwenden zu können. Der Nachteil ist, dass jede Methode in der Schnittstelle öffentlich sein muss. Möglicherweise möchten Sie nicht alles verfügbar machen.

Wann werden abstrakte Klassen verwendet?

Eine abstrakte Klasse bietet dagegen mehr Struktur. Es definiert normalerweise einige Standardimplementierungen und bietet einige Tools, die für eine vollständige Implementierung nützlich sind. Der Haken ist, dass Code, der ihn verwendet, Ihre Klasse als Basis verwenden muss. Dies kann sehr unpraktisch sein, wenn die anderen Programmierer, die Ihr Paket verwenden möchten, bereits unabhängig voneinander eine eigene Klassenhierarchie entwickelt haben. In Java kann eine Klasse nur von einer Basisklasse erben.

Wann man beide verwendet

Sie können das Beste aus beiden Welten anbieten, eine Schnittstelle und eine abstrakte Klasse. Implementierer können Ihre abstrakte Klasse ignorieren, wenn sie dies wünschen. Der einzige Nachteil dabei ist, dass das Aufrufen von Methoden über ihren Schnittstellennamen etwas langsamer ist als das Aufrufen von Methoden über ihren abstrakten Klassennamen.

Wiederholung der Frage: Neben den oben genannten gibt es noch ein anderes Szenario, in dem speziell die Verwendung einer abstrakten Klasse erforderlich ist (man sieht, dass das Entwurfsmuster der Vorlagenmethode nur konzeptionell darauf basiert).

Ja, wenn Sie JAXB verwenden. Es mag keine Schnittstellen. Sie sollten entweder abstrakte Klassen verwenden oder diese Einschränkung mit Generika umgehen.

Von einer persönlichen Blog Post :

Schnittstelle:

1. Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren
2. Eine Schnittstelle kann überhaupt keinen Code bereitstellen
3. Eine Schnittstelle kann nur öffentliche statische Endkonstanten definieren
4. Eine Schnittstelle kann keine Instanzvariablen definieren
5. Das Hinzufügen einer neuen Methode hat Auswirkungen auf die Implementierung von Klassen (Designpflege).
6. JAXB kann nicht mit Schnittstellen umgehen
7. Eine Schnittstelle kann eine abstrakte Klasse nicht erweitern oder implementieren
8. Alle Schnittstellenmethoden sind öffentlich

Im Allgemeinen sollten Schnittstellen verwendet werden, um Verträge zu definieren (was erreicht werden soll, nicht wie erreicht werden soll).

Abstrakte Klasse:

1. Eine Klasse kann höchstens eine abstrakte Klasse erweitern
2. Eine abstrakte Klasse kann Code enthalten
3. Eine abstrakte Klasse kann sowohl statische als auch Instanzkonstanten definieren (final)
4. Eine abstrakte Klasse kann Instanzvariablen definieren
5. Die Änderung des vorhandenen abstrakten Klassencodes hat Auswirkungen auf die Erweiterung von Klassen (Wartung der Implementierung).
6. Das Hinzufügen einer neuen Methode zu einer abstrakten Klasse hat keine Auswirkungen auf die Erweiterung von Klassen
7. Eine abstrakte Klasse kann eine Schnittstelle implementieren
8. Abstrakte Klassen können private und geschützte Methoden implementieren

Abstrakte Klassen sollten für die (teilweise) Implementierung verwendet werden. Sie können ein Mittel sein, um die Implementierung von API-Verträgen einzuschränken.

Die Schnittstelle wird verwendet, wenn Sie das Szenario haben, dass alle Klassen dieselbe Struktur haben, aber völlig unterschiedliche Funktionen haben.

Abstrakte Klasse wird verwendet, wenn Sie das Szenario haben, dass alle Klassen dieselbe Struktur haben, aber einige gleiche und einige unterschiedliche Funktionen.

Schauen Sie sich den Artikel an: http://shoaibmk.blogspot.com/2011/09/abstract-class-is-class-which-cannot-be.html

Hier gibt es viele gute Antworten, aber ich finde oft, dass die Verwendung von BEIDEN Schnittstellen und abstrakten Klassen der beste Weg ist. Betrachten Sie dieses erfundene Beispiel:

Sie sind Softwareentwickler bei einer Investmentbank und müssen ein System aufbauen, das Aufträge auf einem Markt platziert. Ihre Benutzeroberfläche erfasst die allgemeinste Vorstellung davon, was ein Handelssystem tut .

1) Trading system places orders
2) Trading system receives acknowledgements

und kann in einer Schnittstelle erfasst werden, ITradeSystem

public interface ITradeSystem{

     public void placeOrder(IOrder order);
     public void ackOrder(IOrder order);

}

Jetzt können Ingenieure, die am Verkaufsschalter und in anderen Geschäftsbereichen arbeiten, eine Schnittstelle zu Ihrem System herstellen, um ihren vorhandenen Apps Funktionen zur Auftragserteilung hinzuzufügen. Und du hast noch nicht einmal angefangen zu bauen! Dies ist die Stärke von Schnittstellen.

So Sie voran gehen und das System für Bau Aktienhändler; Sie haben gehört, dass Ihr System über eine Funktion verfügt, mit der Sie günstige Aktien finden können, und sind sehr gespannt darauf, diese auszuprobieren! Sie erfassen dieses Verhalten in einer Methode namens findGoodDeals(), erkennen aber auch, dass es eine Menge chaotischer Dinge gibt, die mit der Verbindung zu den Märkten verbunden sind. Sie können beispielsweise ein öffnen haben SocketChannel,

public class StockTradeSystem implements ITradeSystem{    

    @Override 
    public void placeOrder(IOrder order);
         getMarket().place(order);

    @Override 
    public void ackOrder(IOrder order);
         System.out.println("Order received" + order);    

    private void connectToMarket();
       SocketChannel sock = Socket.open();
       sock.bind(marketAddress); 
       <LOTS MORE MESSY CODE>
    }

    public void findGoodDeals();
       deals = <apply magic wizardry>
       System.out.println("The best stocks to buy are: " + deals);
    }

Die konkreten Implementierungen werden viele dieser chaotischen Methoden haben connectToMarket(), aber es findGoodDeals()ist alles , was die Händler wirklich interessieren.

Hier kommen abstrakte Klassen ins Spiel. Ihr Chef informiert Sie, dass Devisenhändler auch Ihr System nutzen möchten. Wenn Sie sich die Devisenmärkte ansehen, sehen Sie, dass die Sanitärinstallationen fast identisch mit den Aktienmärkten sind. In der Tat connectToMarket()kann wörtlich wiederverwendet werden, um eine Verbindung zu Devisenmärkten herzustellen. In findGoodDeals()der Währungsbranche ist dies jedoch ein ganz anderes Konzept. Bevor Sie also die Codebasis an das Devisen-Zauberkind über den Ozean weitergeben, werden Sie zunächst in eine abstractKlasse umgestaltet , ohne sie zu findGoodDeals()beeinträchtigen

public abstract class ABCTradeSystem implements ITradeSystem{    

    public abstract void findGoodDeals();

    @Override 
    public void placeOrder(IOrder order);
         getMarket().place(order);

    @Override 
    public void ackOrder(IOrder order);
         System.out.println("Order received" + order);    

    private void connectToMarket();
       SocketChannel sock = Socket.open();
       sock.bind(marketAddress); 
       <LOTS MORE MESSY CODE>
    }

Ihr Aktienhandelssystem implementiert, findGoodDeals()wie Sie bereits definiert haben,

public class StockTradeSystem extends ABCTradeSystem{    

    public void findGoodDeals();
       deals = <apply magic wizardry>
       System.out.println("The best stocks to buy are: " + deals);
    }

Aber jetzt kann das FX Whiz Kid sein System aufbauen, indem es einfach eine Implementierung findGoodDeals()für Währungen bereitstellt . Sie muss weder Socket-Verbindungen noch die Schnittstellenmethoden neu implementieren!

public class CurrencyTradeSystem extends ABCTradeSystem{    

    public void findGoodDeals();
       ccys = <Genius stuff to find undervalued currencies>
       System.out.println("The best FX spot rates are: " + ccys);
    }

Das Programmieren auf eine Schnittstelle ist leistungsstark, aber ähnliche Anwendungen implementieren Methoden häufig auf nahezu identische Weise neu. Durch die Verwendung einer abstrakten Klasse werden Neuimplementierungen vermieden, während die Leistung der Schnittstelle erhalten bleibt.

Hinweis: Man kann sich fragen, warum dies findGreatDeals()nicht Teil der Benutzeroberfläche ist. Denken Sie daran, dass die Schnittstelle die allgemeinsten Komponenten eines Handelssystems definiert. Ein anderer Ingenieur kann ein VOLLSTÄNDIG VERSCHIEDENES Handelssystem entwickeln, bei dem es ihm egal ist, gute Geschäfte zu finden. Die Benutzeroberfläche garantiert, dass der Sales Desk auch eine Schnittstelle zu seinem System herstellen kann. Daher ist es vorzuziehen, Ihre Benutzeroberfläche nicht mit Anwendungskonzepten wie "Schnäppchen" zu verwickeln.

Welche sollten Sie verwenden, abstrakte Klassen oder Schnittstellen?

Erwägen Sie die Verwendung abstrakter Klassen, wenn eine dieser Aussagen für Ihr Szenario gilt:

Sie möchten Code für mehrere eng verwandte Klassen freigeben.

Sie erwarten, dass Klassen, die Ihre abstrakte Klasse erweitern, viele gängige Methoden oder Felder haben oder andere Zugriffsmodifikatoren als öffentliche (wie geschützte und private) erfordern.

Sie möchten nicht statische oder nicht endgültige Felder deklarieren. Auf diese Weise können Sie Methoden definieren, die auf den Status des Objekts zugreifen und diesen ändern können, zu dem sie gehören.

Erwägen Sie die Verwendung von Schnittstellen, wenn eine dieser Aussagen auf Ihre Situation zutrifft:

Sie erwarten, dass nicht verwandte Klassen Ihre Schnittstelle implementieren. Beispielsweise werden die Schnittstellen Comparable und Cloneable von vielen nicht verwandten Klassen implementiert.

Sie möchten das Verhalten eines bestimmten Datentyps angeben, sind jedoch nicht darüber besorgt, wer sein Verhalten implementiert.

Sie möchten die Mehrfachvererbung des Typs nutzen.

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/abstract.html

In den letzten drei Jahren haben sich die Dinge stark geändert, und es wurden neue Funktionen für die Schnittstelle zur Java 8-Version hinzugefügt.

Von der Oracle - Dokumentation Seite auf Schnittstelle:

Eine Schnittstelle ist ein Referenztyp, der einer Klasse ähnelt und nur Konstanten, Methodensignaturen, Standardmethoden, statische Methoden und verschachtelte Typen enthalten kann. Methodenkörper existieren nur für Standardmethoden und statische Methoden.

Wie Sie in Ihrer Frage zitiert haben, eignet sich die abstrakte Klasse am besten für Muster von Vorlagenmethoden, bei denen Sie ein Skelett erstellen müssen. Die Schnittstelle kann hier nicht verwendet werden.

Eine weitere Überlegung, abstrakte Klasse der Schnittstelle vorzuziehen:

Sie haben keine Implementierung in der Basisklasse und nur Unterklassen müssen ihre eigene Implementierung definieren. Sie benötigen eine abstrakte Klasse anstelle einer Schnittstelle, da Sie den Status für Unterklassen freigeben möchten.

Abstrakte Klasse stellt fest, "ist eine" Beziehung zwischen verwandten Klassen und Schnittstelle bietet "hat eine" Fähigkeit zwischen nicht verwandten Klassen .

In Bezug auf den zweiten Teil Ihrer Frage, der für die meisten Programmiersprachen einschließlich Java vor der Veröffentlichung von Java-8 gültig ist

Wie immer gibt es einen Kompromiss, eine Schnittstelle gibt Ihnen Freiheit in Bezug auf die Basisklasse, eine abstrakte Klasse gibt Ihnen die Freiheit, später neue Methoden hinzuzufügen. - Erich Gamma

Sie können eine Benutzeroberfläche nicht ändern, ohne viele andere Dinge in Ihrem Code ändern zu müssen

Wenn Sie es vorziehen, dass abstrakte Klassen früher mit den beiden oben genannten Überlegungen zusammenarbeiten, müssen Sie jetzt überdenken, da Standardmethoden den Schnittstellen leistungsstarke Funktionen hinzugefügt haben.

Mit Standardmethoden können Sie den Schnittstellen Ihrer Bibliotheken neue Funktionen hinzufügen und die Binärkompatibilität mit Code sicherstellen, der für ältere Versionen dieser Schnittstellen geschrieben wurde.

So wählen Sie eine von ihnen zwischen Interface und abstrakte Klasse, Oracle - Dokumentation Seite Zitat , dass:

Abstrakte Klassen ähneln Schnittstellen. Sie können sie nicht instanziieren und sie können eine Mischung von Methoden enthalten, die mit oder ohne Implementierung deklariert wurden. Mit abstrakten Klassen können Sie jedoch Felder deklarieren, die nicht statisch und endgültig sind, und öffentliche, geschützte und private konkrete Methoden definieren.

Bei Schnittstellen sind alle Felder automatisch öffentlich, statisch und endgültig, und alle Methoden, die Sie deklarieren oder definieren (als Standardmethoden), sind öffentlich. Darüber hinaus können Sie nur eine Klasse erweitern, unabhängig davon, ob sie abstrakt ist oder nicht, während Sie eine beliebige Anzahl von Schnittstellen implementieren können.

Weitere Informationen finden Sie in diesen verwandten Fragen:

Interface vs Abstract Class (allgemeines OO)

Wie hätte ich den Unterschied zwischen einer Interface- und einer Abstract-Klasse erklären sollen?

Zusammenfassend: Das Gleichgewicht neigt sich jetzt mehr zu Schnittstellen .

Gibt es außer den oben genannten noch andere Szenarien, in denen speziell die Verwendung einer abstrakten Klasse erforderlich ist (man sieht, dass das Entwurfsmuster der Vorlagenmethode nur konzeptionell darauf basiert)?

Einige Entwurfsmuster verwenden abstrakte Klassen (über Schnittstellen), abgesehen vom Muster der Vorlagenmethode.

Schöpfungsmuster:

Abstract_factory_pattern

Strukturmuster:

Decorator_pattern

Verhaltensmuster:

Mediator_pattern

Du bist nicht richtig. Es gibt viele Szenarien. Es ist einfach nicht möglich, es auf eine einzige 8-Wort-Regel zu reduzieren.

Die kürzeste Antwort lautet: Erweitern Sie die abstrakte Klasse, wenn einige der von Ihnen gesuchten Funktionen bereits darin implementiert sind.

Wenn Sie die Schnittstelle implementieren, müssen Sie alle Methoden implementieren. Für abstrakte Klassen ist die Anzahl der Methoden, die Sie implementieren müssen, möglicherweise geringer.

Im Vorlagenentwurfsmuster muss ein Verhalten definiert sein. Dieses Verhalten hängt von anderen Methoden ab, die abstrakt sind. Indem Sie eine Unterklasse erstellen und diese Methoden definieren, definieren Sie tatsächlich das Hauptverhalten. Das zugrunde liegende Verhalten kann sich nicht in einer Schnittstelle befinden, da die Schnittstelle nichts definiert, sondern nur deklariert. Ein Template-Design-Muster enthält also immer eine abstrakte Klasse. Wenn Sie den Ablauf des Verhaltens beibehalten möchten, müssen Sie die abstrakte Klasse erweitern, das Hauptverhalten jedoch nicht überschreiben.

Meiner Meinung nach ist der grundlegende Unterschied der folgende an interface can't contain non abstract methods while an abstract class can. Wenn Unterklassen ein gemeinsames Verhalten haben, kann dieses Verhalten in der Superklasse implementiert und somit in die Unterklassen vererbt werden

Außerdem zitierte ich Folgendes aus dem Buch "Software Architecture Design ppatterns in Java"

"In der Programmiersprache Java wird die Mehrfachvererbung nicht unterstützt. Das bedeutet, dass eine Klasse nur von einer einzelnen Klasse erben kann. Daher sollte die Vererbung nur verwendet werden, wenn dies unbedingt erforderlich ist. Nach Möglichkeit sollten Methoden angegeben werden, die das gemeinsame Verhalten angeben Die Form einer Java-Schnittstelle, die von verschiedenen Implementiererklassen implementiert werden soll. Schnittstellen leiden jedoch unter der Einschränkung, dass sie keine Methodenimplementierungen bereitstellen können. Dies bedeutet, dass jeder Implementierer einer Schnittstelle alle in einer Schnittstelle deklarierten Methoden explizit implementieren muss, auch wenn einige davon Methoden stellen den unveränderlichen Teil der Funktionalität dar und haben in allen Implementiererklassen genau die gleiche Implementierung. Dies führt zu redundantem Code.Das folgende Beispiel zeigt, wie das Muster der abstrakten übergeordneten Klasse in solchen Fällen verwendet werden kann, ohne dass redundante Methodenimplementierungen erforderlich sind. "

Abstrakte Klassen unterscheiden sich von Schnittstellen in zwei wichtigen Aspekten

• Sie bieten eine Standardimplementierung für ausgewählte Methoden (die in Ihrer Antwort behandelt wird).
• Abstrakte Klassen können Status (Instanzvariablen) haben. Dies ist also eine weitere Situation, in der Sie sie anstelle von Schnittstellen verwenden möchten

Dies ist eine gute Frage. Die beiden sind nicht ähnlich, können aber aus demselben Grund wie beim Umschreiben verwendet werden. Verwenden Sie beim Erstellen am besten die Schnittstelle. Wenn es um den Unterricht geht, ist es gut zum Debuggen.

Abstract classes should be extended when you want to some common behavior to get extended. Die abstrakte Superklasse hat das gemeinsame Verhalten und definiert abstrakte Methoden / spezifisches Verhalten, die Unterklassen implementieren sollen.

Interfaces allows you to change the implementation anytime allowing the interface to be intact.

Das ist mein Verständnis, hoffe das hilft

Abstrakte Klassen:

1. Kann Mitgliedsvariablen haben, die vererbt werden (kann nicht in Schnittstellen durchgeführt werden)
2. Kann Konstruktoren haben (Schnittstellen können nicht)
3. Seine Methoden können jede Sichtbarkeit haben (dh: privat, geschützt usw. - während alle Schnittstellenmethoden öffentlich sind)
4. Kann definierte Methoden haben (Methoden mit einer Implementierung)

Schnittstellen:

1. Kann Variablen haben, aber alle sind öffentliche statische Endvariablen
   • konstante Werte, die sich mit einem statischen Bereich niemals ändern
   • Nicht statische Variablen erfordern eine Instanz, und Sie können eine Schnittstelle nicht instanziieren
2. Alle Methoden sind abstrakt (kein Code in abstrakten Methoden)
   • Der gesamte Code muss tatsächlich in der Klasse geschrieben sein, die die jeweilige Schnittstelle implementiert

Verwendung von Abstract und Interface:

Einer hat "Is-A-Relationship" und ein anderer hat "Has-A-Relationship"

Die Standardeigenschaften wurden abstrakt festgelegt, und zusätzliche Eigenschaften können über die Schnittstelle ausgedrückt werden.

Beispiel: -> Beim Menschen haben wir einige Standardeigenschaften, die Essen, Schlafen usw. sind. Wenn jedoch jemand andere Lehrplanaktivitäten wie Schwimmen, Spielen usw. hat, können diese durch die Schnittstelle ausgedrückt werden.