面试题：Java抽象类与接口在多态性实现中的设计应用

Question

假设有一个图形绘制系统，需要绘制圆形、矩形等图形。请分别使用抽象类和接口来设计这个系统的架构，并说明在实现多态性时，两种设计方式各自的优势和适用场景。

Answer 1

使用抽象类设计

1. 抽象图形类：

abstract class Shape {
    abstract void draw();
}

2. 圆形类：

class Circle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

3. 矩形类：

class Rectangle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

使用接口设计

1. 图形接口：

interface Shape {
    void draw();
}

2. 圆形类：

class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

3. 矩形类：

class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

抽象类实现多态性的优势和适用场景

• 优势：
  • 可以包含部分实现代码，子类可以复用这些代码，减少重复代码。例如抽象类中可以定义一些通用的图形属性获取方法。
  • 抽象类可以有构造函数，用于初始化一些通用的属性。
• 适用场景：当多个子类有很多共同的行为和状态，并且有部分通用实现时，使用抽象类更合适。比如所有图形都有颜色属性，抽象类可以提供设置和获取颜色的方法。

接口实现多态性的优势和适用场景

• 优势：
  • 一个类可以实现多个接口，实现更灵活的多态。例如一个图形类既可以实现绘制接口，还可以实现可移动接口。
  • 接口更强调行为的定义，不包含任何实现代码，实现类更加专注于自身的实现。
• 适用场景：当需要实现多种不同维度的行为组合，或者希望实现类更加灵活地定义自己的行为时，使用接口更合适。比如一些图形需要有动画效果，一些不需要，就可以通过实现动画接口来区分。