Abstraktion: Abstrakte Klasse vs. Schnittstelle

Beim Entwerfen von Software in Java kann die Wahl zwischen abstrakten Klassen und Schnittstellen einen großen Einfluss auf Flexibilität, Wartbarkeit und Lesbarkeit haben. In diesem Beitrag gehen wir auf die wichtigsten Unterschiede ein, zeigen, wann man sie übereinander verwenden sollte, und schauen uns praktische Beispiele an, die Ihnen helfen, dieses Konzept zu meistern.

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Hauptunterschiede zwischen abstrakter Klasse und Schnittstelle

Funktion Abstrakte Klasse Schnittstelle

Feature	Abstract Class	Interface
Purpose	Achieves partial implementation	Achieves complete abstraction
Method Implementations	Can have both abstract and concrete methods	All methods are abstract (except default/static methods in Java 8 )
Multiple Inheritance	A class can extend only one abstract class	A class can implement multiple interfaces
Fields/Variables	Can have instance variables of any type	All variables are implicitly public, static, and final
Constructors	Can have constructors	Cannot have constructors
Inheritance Support	Can implement multiple interfaces	Cannot extend an abstract class
Use Case	Useful for sharing common code and state	Useful for defining a contract across unrelated classes

Zweck Erreicht teilweise Implementierung Erreicht vollständige Abstraktion Methodenimplementierungen Kann sowohl abstrakte als auch konkrete Methoden haben Alle Methoden sind abstrakt (außer Standard-/statische Methoden in Java 8) Mehrfachvererbung Eine Klasse kann nur eine abstrakte Klasse erweitern Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren Felder/Variablen Kann Instanzvariablen jeden Typs haben Alle Variablen sind implizit öffentlich, statisch und endgültig Konstrukteure Kann Konstruktoren haben Kann keine Konstruktoren haben Vererbungsunterstützung Kann mehrere Schnittstellen implementieren Eine abstrakte Klasse kann nicht erweitert werden Anwendungsfall Nützlich zum Teilen von allgemeinem Code und Status Nützlich zum Definieren eines Vertrags über nicht verwandte Klassen hinweg

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Wann sollte man abstrakte Klasse vs. Schnittstelle verwenden?

Verwenden Sie Abstract Class, wenn:

• Sie müssen Zustand oder Verhalten über verwandte Klassen hinweg teilen.
  
  Beispiel: Ein Mitarbeiter kann Felder wie Name und ID mit einer gemeinsamen getDetails()-Methode haben, die von seinen Unterklassen Manager und Lead gemeinsam genutzt wird.
  

  abstract class Employee {
      String name;
      int id;
  
      Employee(String name, int id) {
          this.name = name;
          this.id = id;
      }
  
      // Concrete method shared among subclasses
      public void getDetails() {
          System.out.println(name + " (ID: " + id + ")");
      }
  
      // Abstract method to be implemented by subclasses
      abstract double getSalary();
  }
  
  class Manager extends Employee {
      Manager(String name, int id) {
          super(name, id);
      }
  
      @Override
      double getSalary() {
          return 75000;
      }
  }
  

• Sie möchten Felder und Konstruktoren definieren, die Unterklassen verwenden können.

• Sie müssen Teilimplementierungen oder Dienstprogrammmethoden für Unterklassen bereitstellen.

Verwenden Sie Schnittstelle, wenn:

• Sie möchten ein gemeinsames Verhalten für nicht verwandte Klassen definieren.
  
  Beispiel: Sowohl Car als auch Drone könnten eine Operable-Schnittstelle implementieren, da beide eine start()-Methode teilen, aber nicht verwandte Klassen sind.
  

  interface Operable {
      void start();
      void stop();
  }
  
  class Car implements Operable {
      @Override
      public void start() {
          System.out.println("Car started.");
      }
  
      @Override
      public void stop() {
          System.out.println("Car stopped.");
      }
  }
  
  class Drone implements Operable {
      @Override
      public void start() {
          System.out.println("Drone started.");
      }
  
      @Override
      public void stop() {
          System.out.println("Drone stopped.");
      }
  }
  

• Sie benötigen Mehrfachvererbung, um verschiedene Verhaltensweisen zu kombinieren. Beispielsweise kann eine Klasse sowohl Runnable als auch Serializable implementieren.

• Sie möchten Standardmethoden definieren, um neue Funktionen hinzuzufügen, ohne die Abwärtskompatibilität zu beeinträchtigen.

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Interview-Einblicke

Häufige Fragen im Vorstellungsgespräch:

1. Warum kann eine Schnittstelle keine Konstruktoren haben?
   
   Da Schnittstellen reine Abstraktionen definieren, sind keine Konstruktoren erforderlich. Nur abstrakte Klassen, die eine gewisse Implementierung enthalten, erfordern Konstruktoren, um den Status zu initialisieren.

2. Warum abstrakte Klassen anstelle von Schnittstellen verwenden?
   
   Verwenden Sie abstrakte Klassen, wenn:

   • Sie müssen den Code teilen unter verwandten Klassen.
   • Sie möchten Zustand (Felder) und Konstruktoren definieren.

3. Kann eine abstrakte Klasse eine Schnittstelle implementieren?
   
   Ja! Abstrakte Klassen können eine oder mehrere Schnittstellen implementieren. Sie können sogar Standardimplementierungen für die Schnittstellenmethoden bereitstellen.

4. Können Sie sowohl abstrakte Klassen als auch Schnittstellen in derselben Klasse verwenden?
   
   Ja, eine Klasse kann eine abstrakte Klasse erweitern und mehrere Schnittstellen implementieren. Dies ermöglicht flexible Entwurfsmuster und Mehrfachvererbung.

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Zusammenfassung

• Abstrakte Klassen sind ideal, wenn Sie eine teilweise Implementierung und einen gemeinsamen Status über verwandte Klassen hinweg benötigen. Sie ermöglichen gemeinsame Felder, Konstruktoren und Dienstprogrammmethoden.
• Schnittstellen eignen sich am besten für die vollständige Abstraktion, die Mehrfachvererbung und die Definition des gemeinsamen Verhaltens für nicht verwandte Klassen. Sie ermöglichen es Ihnen, Ihre Codebasis mit Standardmethoden weiterzuentwickeln und gleichzeitig die Abwärtskompatibilität zu wahren.

Wenn Sie die Unterschiede beherrschen und wissen, wann Sie sie nutzen müssen, sind Sie besser für die Entwicklung skalierbarer, wartbarer Softwaresysteme gerüstet.

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Viel Spaß beim Codieren!

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