接口和抽象类

  本章介绍了如何创建接口和抽象类（现在不考虑其成员，第 10 章会讲述类的成员）。这两种类型在许多方面都十分类似，所以应看一下它们的相似和不同之处，看看哪些情况应使用什么技术。

  首先讨论它们的类似之处。抽象类和接口都包含可以由派生类继承的成员。接口和抽象类都不能直接实例化，但可以声明这些类型的变量。如果这样做，就可以使用多态性把继承这两种类型的对象指定给它们的变量。接着通过这些变量来使用这些类型的成员，但不能直接访问派生对象的其他成员。

  下面分析它们之间的区别。派生类只能继承一个基类，即只能直接继承一个抽象类（但可以用一个继承链包含多个抽象类）。相反，类可以使用任意多个接口。但这不会产生太大的区别—这两种情况取得的效果是类似的。只是采用接口的方式稍有不同。

  抽象类可以拥有抽象成员（没有代码体，且必须在派生类中实现，否则派生类本身必须也是抽象的）和非抽象成员（它们拥有代码体，也可以是虚拟的，这样就可以在派生类中重写）。另一方面，接口成员必须都在使用接口的类上实现—它们没有代码体。另外，按照定义，接口成员是公共的（因为它们的目的是在外部使用），但抽象类的成员可以是私有的（只要它们不是抽象的）、受保护的、内部的或受保护的内部成员（其中受保护的内部成员只能在应用程序或派生类中访问）。此外，接口不能包含字段、构造函数、析构函数、静态成员或常量。

  抽象类主要用作对象系列的基类，这些对象共享某些主要特性，例如，共同的目的和结构。接口则主要用于类，这些类存在根本性的区别，但仍可以完成某些相同的任务。

  例如，假定有一个对象系列表示火车，基类 Train 包含火车的核心定义，例如车轮的规格和引擎的类型（可以是蒸汽发动机、柴油发动机等）。但这个类是抽象的，因为并没有 “一般的” 火车。为创建一辆实际的火车，需要给该火车添加特性。为此，派生一些类，例如 PassengerTrain、FreightTrain 和 424DoubleBogey 等，如图 9-11 所示。

  也可以用相同的方式来定义汽车对象系列，使用 Car 抽象基类，其派生类有 Compact、SUV 和 PickUp。Car 和 Train 甚至可以派生于一个相同的基类 Vehicle，如图 9-12 所示。

  现在，层次结构中的一些类共享相同的特性，这是因为它们的目的是相同的，而不只是因为它们派生于同一个基类。例如，PassenagerTrain、Compact、SUV 和 Pickup 都可以运送乘客，所以它们都拥有 IPassenagerCarrier 接口。FreightTrain 和 Pickup 可以运送重载货物，所以它们都拥有 IHeavyLoadCarrier 接口，如图 9-13 所示。

  在进行更详细的分解之前，把对象系统以这种方式进行分解，可以清晰地看到哪种情形适合使用抽象类，哪种情形适合使用接口。只使用接口或只使用抽象继承，就得不到这个示例结果。