Khác biệt giữa abstract class và interface trong java

1. Nguồn

What’s the difference between an interface and an abstract class in Java?

2. Động cơ

Các câu hỏi về điểm khác biệt giữa abstract class và interface luôn rất hot trong các cuộc phỏng vấn Java cũng như Android developer, hy vọng qua bài viết này sẽ tóm tắt được những điểm khác biệt lớn và rõ ràng nhất của chúng, từ đó giúp các bạn developer có lựa chọn đúng đắn trong khi code.

3. Bài viết

Cách tốt nhất để bắt đầu phân biệt điểm khác giữa abstract class và interface chính là từ định nghĩa đơn giản về chúng.

Một class nhất định phải được biểu thị bằng abstract nếu nó có nhiều hơn một abstract method. Một method được biểu thị là abstract nếu nó có method heading tuy nhiên phần thân là rỗng - có nghĩa là một abstract method sẽ không có implementation code bên trong dấu ngoặc như những method thường khác.

3.1 Khi nào thì sử dụng abstract method trong Java?

Để diễn giải khi nào bạn muốn biểu thị một method bằng abstract không gì hay bằng sử dụng ví dụ. Hãy xem đoạn code dưới đây:

/* Figure class phải được biểu thị là abstract do nó có chứa  abstract method  */

public abstract class Figure
{
        /* do đây là abstract method cho nên phần thân sẽ rỗng  */
        public abstract float getArea();
}

public class Circle extends Figure
{
        private float radius;

        public float getArea()
        {
                return (3.14 * (radius ^ 2));
        }
}

public class Rectangle extends Figure
{
        private float length, awidth;

        public float getArea(Figure other)
        {
                return length * awidth;
        }
}

Trong Figure class ở phía trên, ta có một abstract method với tên getArea().

Chính vì class này chứa một abstract method cho nên bản thân Figure class phải được biểu thị bằng abstract. Figure base class có 2 class bắt nguồn từ nó là Circle và Rectangle. Cả 2 class này đều có định nghĩa là getArea method như bạn có thể nhìn trong ví dụ.

Tuy nhiên vấn đề chính đó là tại sao chúng ta phải biểu thị method getArea là abstract trong Figure class?

Xem nào, nhiệm vụ của getArea method là gì? Nhiệm vụ của nó là trả về area của một dạng (shape) nhất định.

Bản thân của Figure class không phải là một dạng nhất định giống như Circle hay Rectangle, chính vì vậy chúng ta không thể có một định nghĩa cụ thể nào cho getArea method trong Figure class. Điều đó đã lý giải tại sao chúng ta biểu thị getArea method là abstract trong Figure class.

Bất cứ một class nào bắt nguồn từ Figure class về cơ bản sẽ có 2 lựa chọn

1. cần đưa ra định nghĩa cụ thể cho getArea method
2. biểu thị bản thân là abstract

Class không phải là abstract được gọi là concrete class. Các bạn cũng nên biết rằng class không phải là abstract được gọi là concrete class, những thuật ngữ này sẽ giúp ích trong các cuộc phỏng vấn.

Sau khi chúng ta đã khám phá khái niệm về abstract method cũng như class, hãy đi vào khái niệm về interface và xem chúng khác gì với abstract class.

3.2 Java interface >< Abstract class

Một inteface khác với abstract class vì nó không phải là class. Nó đơn giản chỉ là một dạng thiết yếu có thể được thoả mãn bởi bất cứ class nào implement interface đó.

Bất cứ class nào implement một interface phải thoả mãn 2 điều kiện:

• nó phải có cụm "implements Interface_Name" tại phần đầu khi định nghĩa class
• nó phải implement toàn bộ method được liệt ra trong định nghĩa của interface.

Dưới đây là ví dụ về một interface có tên Dog:

public interface Dog
{
        public boolean Barks();

        public boolean isGoldenRetriever();
}

Bây giờ nếu một class implement interface này thì nó sẽ giống như sau:

public class SomeClass implements Dog
{
        public boolean Barks{
        // định nghĩa method

        }

        public boolean isGoldenRetriever{
        // định nghĩa method
        }
}

Sau khi đã hiểu được những điều cơ bản nhất của interface và abstract class, chúng ta bắt đầu đi vào vấn đề chính của câu hỏi và khám phá điểm khác biệt của nó. Có 3 điểm khác biệt chính:

Abstract class và inheritance

Abstract class sinh ra là để được inherit (kế thừa), và chính vì thế khi có một class inherit một class khác điều đó chứng tỏ có một mối quan hệ mật thiết giữa 2 class đó. Ví dụ, nếu chúng ta có một abstract base class tên là Canine thì bất cứ class muốn kế thừa nào cũng nên thuộc dòng Canine (như Dog hay Wolf). Lý do chúng ta sử dụng từ "nên" đó là vì điều đó phụ thuộc vào Java developer - người nên đảm bảo mối quan hệ được khăng khít.

Với interface, mối quan hệ giữa interface và class implement nó không cần quá mật thiết. Ví dụ, nếu chúng ta có một class tên là House, class này có thể implement một interface khác tên là AirConditioning. Việc có hay không có air conditioning cũng không phải là điều thiết yếu của một ngôi nhà, mối quan hệ đó không thể mật thiết như TownHouse class và House class được, hay như mối quan hệ của Apartment class bắt nguồn từ class House.

Bởi vì TownHouse là một dạng của House, chính vì thế mối quan hệ sẽ rất khăng khít, điều đó sẽ khiến thay vì interface, sử dụng kế thừa sẽ là hợp lý hơn nhiều.

Chúng ta có thể tổng hợp lại ý đầu tiên chính là "sẽ hợp lý hơn nếu sử dụng abstract class trong trường hợp có một mối quan hệ mật thiết giữa abstract class và class bắt nguồn từ nó". Điều đó chính là vì abstract class có liên kết chặt chẽ với việc kế thừa, điều bao hàm một mối quan hệ khăng khít. Tuy nhiên với interface thì bạn không cần một mối quan hệ quá mật thiết giữa interface và class implement interface đó.

Interface là sự thay thế tốt cho việc đa kế thừa

Java không cho phép việc đa kế thừa – hãy tìm hiểu về các cuộc bàn thảo về Java Multiple Inheritance nếu bạn muốn tìm hiểu thêm. Trong Java, một class chỉ có thể bắt nguồn từ một class khác, kể cả nó có abstract hay không. Tuy nhiên, một class có thể implement nhiều interface - điều này có thể coi là sự thay thế cho đa kế thừa. Chính vì thế, điều khác biệt chính đó là một Java class chỉ có thể kế thừa một abstract class, tuy nhiên có thể implement nhiều interface.

Abstract class có thể có implementation code

Một abstract class có thể cung cấp nhiều method đi kèm định nghĩa - chính vì thế một abstract class có thể có method không abstract với những chi tiết implementation thực tế. Một abstract class cũng có thể có constructor và instance variable. Tuy nhiên, một interface không thể cung cấp bất cứ định nghĩa method nào - nó chỉ có thể cung cấp method rỗng mà thôi (điều này sẽ được thay đổi trong java 8). Bất cứ class nào implement interface phải chịu trách nhiệm cung cấp định nghĩa/implementation cho method.

3.3 Khi nào thì sử dụng abstract class và interface trong Java

Dưới đây là một vài hướng dẫn khi nào nên sử dụng abstract class và interface trong Java:

1. Hãy sử dụng abstract class nếu bạn dự định sử dụng kế thừa và cung cấp base class phổ thông cho những class bắt nguồn từ nó.
2. Abstract class cũng rất hữu dụng nếu bạn muốn có thể biểu thị những phần tử không public. Trong một interface, tất cả các method phải là public.
3. Nếu bạn nghĩ rằng mình cần phải thêm method trong tương lai thì abstract class sẽ là phương án tốt hơn cho bạn. Điều này là vì nếu bạn thêm những method rỗng vào trong interface thì tất cả các class vốn dĩ đã implement interface này phải thay đổi hết sang implement những method mới đó nữa. (điều này được khác phục trong java 8).
4. Interface sẽ là lựa chọn tốt nếu bạn nghĩ rằng API sẽ không thay đổi trong tương lai gần.
5. Interface cũng rất tốt nếu bạn muốn có kiểu đa kế thừa trong hệ thống khi bạn có thể tạo nhiều interface và bắt class implement chúng.