普通类和抽象类有哪些区别？

普通类和抽象类的核心区别在于“完整性”和“实例化能力”。1. 普通类可以被直接实例化，用于创建对象，而抽象类不能直接实例化，必须通过子类实现其抽象方法后才能使用；2. 抽象类可以包含抽象方法（没有具体实现的方法），而普通类不允许包含任何抽象方法；3. 继承抽象类的子类必须实现其所有抽象方法，除非它本身也是抽象类，而普通类继承时没有这种强制要求；4. 抽象类的设计目的是为了定义通用行为并强制子类实现特定功能，普通类则专注于具体实现；5. 抽象类的构造器只能被子类调用以初始化成员变量，而普通类的构造器可直接用于对象创建。抽象类适用于需要强制规范、代码复用、模板方法模式及多态实现的场景，而接口更适合定义能力契约和实现多重继承。

普通类和抽象类，核心区别在于它们的“完整性”和“实例化能力”。简单来说，普通类（或者叫具体类）是一个可以被直接拿来用的、功能完整的“蓝图”，你可以根据它直接造出“房子”（对象）。而抽象类则是一个“半成品蓝图”，它可能包含一些已经画好的结构，但某些关键部分（抽象方法）是留白的，需要你先根据它把这些空白填上，形成一个完整的“蓝图”，然后才能造出“房子”。所以，你不能直接用抽象类造房子，它需要先被“完善”一下。

解决方案

普通类和抽象类在设计理念和具体实现上存在多方面的差异，这些差异决定了它们各自的适用场景。

• 实例化能力： 这是最直接的区别。普通类可以被直接实例化，即你可以通过 new 关键字创建它的对象。例如，new String()。抽象类则不能直接实例化，尝试这样做会导致编译错误。它存在的意义更多是作为一种规范或模板，等待子类去实现。
• 抽象方法的存在： 抽象类可以包含零个或多个抽象方法。抽象方法只有方法签名，没有方法体（没有具体实现），用 abstract 关键字修饰。普通类则不能包含任何抽象方法，它所有的非接口方法都必须有具体的实现。
• 继承与实现： 如果一个类继承了抽象类，那么它必须实现抽象类中所有的抽象方法，除非它自己也是一个抽象类。这是一种强制性的约束，确保了子类会提供这些特定功能的实现。普通类继承普通类时，没有这种强制性。
• 设计目的： 抽象类通常用于定义一个类族的通用行为和属性，但将一些特定或可变的行为留给子类去实现。它定义的是“是什么”和“能做什么”，但“具体怎么做”则由子类决定。普通类则更专注于实现具体的业务逻辑或功能。
• 构造器： 抽象类可以有构造器，但这些构造器不能被直接调用来创建抽象类的实例。它们存在的唯一目的是供其子类的构造器调用，以初始化抽象类中定义的成员变量。普通类则可以有构造器，并直接用于对象的创建。

为什么我们需要抽象类？它的实际应用场景是什么？

我们为什么需要抽象类？这其实是个挺有意思的问题，毕竟有了接口，有了普通类，似乎也够用了。但抽象类恰恰填补了两者之间的一些空白。我觉得它主要解决了几个痛点：

• 强制性的规范与约束： 想象一下，你设计了一个系统，里面有很多种“处理器”，它们都需要一个 process() 方法，但具体处理方式又各不相同。如果只是用接口，子类可能会忘记实现这个方法。抽象类就能很好地解决这个问题。你定义一个抽象的 BaseProcessor，里面有个抽象的 process() 方法，任何继承它的子类，编译器都会强制你实现这个 process()。这就像是定了个规矩，保证了“所有处理器都必须能处理东西”。
• 代码复用与共同行为： 抽象类不光能有抽象方法，它还能有具体实现的方法和成员变量。这意味着，如果你的多个子类有一些共同的行为或属性，你可以把它们放在抽象父类中实现，避免代码重复。比如，所有的“处理器”可能都有一个 log() 方法来记录日志，这个方法就可以在 BaseProcessor 中实现，子类直接继承使用就行，不用每个子类都写一遍。这比接口灵活，接口在Java 8之前可没法写具体实现。
• 骨架搭建与模板方法模式： 抽象类非常适合用来搭建一个算法的“骨架”，也就是所谓的模板方法模式。你定义一个算法的通用步骤，其中某些步骤是固定的，另一些步骤是变化的，变化的就定义为抽象方法让子类去实现。比如，一个“制作咖啡”的抽象类，boilWater() 和 pourInCup() 是固定的，addCondiments() 是抽象的，让子类去决定加糖加奶还是什么都不加。这让整个流程清晰，又留出了足够的扩展性。
• 多态的基石： 和接口一样，抽象类也是实现多态的重要手段。你可以声明一个抽象类类型的引用，指向其任何一个具体子类的实例。这在处理一系列相关对象时非常方便，你可以用统一的方式调用它们共同的方法，而不用关心具体的子类类型。

实际应用中，抽象类随处可见：框架中的事件监听器基类、数据库操作的抽象类（定义连接、关闭等通用方法，具体SQL操作抽象）、各种解析器（XMLParser、JsonParser，解析逻辑抽象）、或者图形界面库中的组件基类（比如抽象的 Shape 类，具体的 Circle、Rectangle 去实现 draw() 方法）。

抽象类和接口有什么异同？何时选择抽象类，何时选择接口？

抽象类和接口，这两兄弟在Java（以及其他面向对象语言）里确实挺容易让人混淆的，它们都有点“半成品”的味道，不能直接实例化，都是为了实现多态和定义规范。但仔细一瞧，差异还是挺明显的，而且这些差异直接影响你该怎么选。

它们有哪些相似之处？

• 都不能直接实例化： 这是最核心的共同点。你不能 new 一个抽象类，也不能 new 一个接口。它们都只是一个“概念”或“契约”。
• 都用于定义规范和实现多态： 它们都是为了让子类（或实现类）遵循某种约定，并且通过父类（或接口）引用来操作不同的子类对象，实现多态性。

那不同点呢？这就多了：

• 多重继承： 这是一个大头。一个类在Java里只能单继承一个抽象类（或者普通类），这是面向对象设计的一个基本原则。但一个类可以实现多个接口。这就像是说，你只能有一个亲生父亲（抽象类），但你可以是多个社团的成员（接口）。接口更强调“能力”或“角色”，而抽象类更强调“是什么”和“血缘关系”。
• 成员类型： 抽象类可以有实例变量（非 final 的普通变量）、静态变量、常量。它就像一个普通的类，只是有些方法没实现。而接口在Java 8之前，只能有 public static final 的常量（也就是默认就是常量）。Java 8之后，接口可以有默认方法（default 方法）和静态方法，但仍然不能有实例变量。
• 方法实现： 抽象类可以包含已经实现了的普通方法，也可以包含抽象方法。这意味着它能提供一些通用的默认行为。接口在Java 8之前所有方法都是抽象的。Java 8之后虽然有了默认方法，但其核心仍然是定义契约，而不是提供大量实现。
• 构造器： 抽象类可以有构造器，虽然不能直接调用，但子类可以通过 super() 调用它来初始化父类的成员。接口则不能有构造器。
• 访问修饰符： 抽象类的方法可以有各种访问修饰符（public, protected, private，虽然 private 抽象方法没意义）。接口中的方法在Java 8之前默认是 public abstract，Java 8之后默认方法和静态方法也都是 public。

那什么时候选抽象类，什么时候选接口呢？

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这其实是个设计哲学的问题，没有绝对的对错，更多是看你的具体需求和语境。

• 选择抽象类，通常是当你：

  • 需要提供一些共同的默认实现时： 如果你的子类们除了抽象方法外，还有一些共同的逻辑，而且这些逻辑在父类里就能实现，那么抽象类就很合适。
  • 希望定义一个类族，它们之间有明确的“is-a”关系： 比如 Animal 是抽象类，Dog、Cat 继承 Animal，它们都是动物。抽象类更强调继承体系中的层级关系。
  • 需要包含非 final 的实例变量时： 如果你的基类需要维护一些状态，并且这些状态会随着实例的不同而变化，那么接口就做不到，只能用抽象类。
  • 你想强制子类实现某些方法，同时又提供一些模板方法或通用工具方法时。

• 选择接口，通常是当你：

  • 需要定义一种“能力”或“行为契约”时： 比如 Runnable（可运行的）、Serializable（可序列化的）。一个类可以既是 Dog（继承 Animal），又是 Runnable（实现 Runnable）。接口强调“has-a”能力，而不是“is-a”关系。
  • 需要实现多重继承的效果时： 如果一个类需要具备多种不相关的能力，比如既能飞又能游泳，那么实现 Flyable 和 Swimmable 两个接口就比抽象类合适。
  • 希望完全解耦，只关注行为规范时： 接口提供了一种最松散的耦合方式，调用方只需要知道接口，而不需要关心具体的实现类。
  • 你的设计需要支持未来更多的扩展，且这些扩展之间可能没有明确的继承关系时。

简单来说，抽象类是“不完整的类”，它关注的是“共同的特性和部分实现”；接口是“纯粹的契约”，它关注的是“应该具备的能力”。

抽象类在实际编程中可能遇到的挑战和最佳实践？

抽象类虽然好用，但用不好也容易“翻车”，带来一些维护上的麻烦。

可能遇到的挑战：

• 过度抽象或抽象不足： 这两者都挺头疼的。过度抽象可能导致类层次结构过于复杂，一个简单功能需要跳过好几层抽象才能找到具体实现，维护起来像是在玩“寻宝游戏”。而抽象不足呢，又会让你的抽象类变得臃肿，包含太多不该有的具体实现，或者没有抽象那些真正需要变化的点，导致后续扩展时不得不修改抽象类，从而影响所有子类。
• 继承层次过深： 继承本身就是一种紧耦合，当抽象类形成一个很深的继承链时，子类对父类的依赖会非常强。一旦上层抽象类有改动，可能会波及整个继承体系，修改成本高，也容易引入bug。这有时会违背“组合优于继承”的原则。
• 难以修改： 抽象类一旦发布并被大量子类继承，它的抽象方法签名、非抽象方法的行为就变得很难修改。任何一个小的改动，都可能导致所有子类需要重新编译，甚至需要修改代码以适应新的接口。
• 违背单一职责原则： 有时候，为了“复用”一些代码，我们可能会把不相关的逻辑塞进抽象类里，导致抽象类承担了过多的职责，变得难以理解和维护。

那该怎么用才能用得好呢？一些最佳实践：

• 保持抽象程度适中： 在设计抽象类时，要仔细思考哪些是真正需要抽象的，哪些是稳定的、可以提供具体实现的。只抽象那些在不同子类中行为不同但概念相同的部分。不要为了抽象而抽象。
• 优先考虑组合，而不是过度继承： 当你需要复用代码时，首先考虑使用组合（即在一个类中包含另一个类的实例）而不是继承。继承应该只用于表达“is-a”关系，并且当抽象类能够提供真正的模板或规范时。如果只是为了复用一小段代码，组合通常是更好的选择。
• 抽象类应该遵循单一职责原则： 即使是抽象类，也应该只负责一项主要功能。如果一个抽象类看起来承担了太多职责，考虑将其拆分为多个更小的抽象类或接口。
• 清晰的文档和注释： 特别是对于抽象方法，要清晰地说明它的预期行为、参数和返回值，以及子类在实现时需要注意的事项。这对于后续的维护者和使用者至关重要。
• 谨慎对待抽象类的修改： 一旦抽象类被广泛使用，对它的修改需要非常谨慎。尽量通过添加新的抽象方法（如果语言版本允许，如Java 8+的默认方法）或新的子类来扩展功能，而不是修改现有方法的签名或行为。
• 单元测试： 为抽象类中的具体方法编写单元测试，确保它们的行为符合预期。对于抽象方法，可以编写测试用例来验证子类是否正确实现了这些方法。
• 考虑使用接口+默认方法的组合： 在Java 8及更高版本中，接口可以有默认方法。这使得接口在某种程度上也能提供一些默认实现，有时可以替代抽象类，尤其是在需要多重继承能力时。你可以用接口来定义“契约”，用默认方法来提供“通用实现”，这样既保持了接口的灵活性，又提供了代码复用。

总之，抽象类是一个强大的工具，它在构建灵活、可扩展的面向对象系统时扮演着重要角色。但就像所有工具一样，理解其优点和局限性，并遵循最佳实践，才能真正发挥它的威力。

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