抽象类和接口(超重点!!)

[本节目标]

1.抽象类

2.接口

3.Object类

1.抽象类

1.1 抽象类概念

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。比如：

说明:圆形,正方形,长方形都是图形,因此图形类和圆形和正方形还有长方形都是继承关系.

虽然图形中也存在draw(),但由于图形类不是具体的图形,因此内部的draw()方法实际是没有办法实现的.

由于图形类没有办法描述一个具体的图形,导致draw()方法无法具体实现,因此可以将图形类设计为"抽象类".

1.2 抽象类语法

在java语法中,一个类如果被abstract修饰称为抽象类,抽象类中被abstract修饰的方法称为抽象方法,抽象方法不用给出具体的实现体.

public abstract class Shape {
abstract public void draw();
//抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
abstract void calcArea();
//抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
public double getArea(){
    return area;
}
protected double area;  //面积
}

注意:抽象类也是类,内部可以包含普通方法和属性,甚至构造方法

1.3 抽象类特性

1.抽象类不能直接实例化对象

2.抽象方法不能是private的

3.抽象方法不能被final和static修饰,因为抽象方法要被子类重写

4.抽象类必须被继承,并且继承后子类要重写父类中的抽象方法.否则子类也是抽象类,必须使用abstract修饰.

public abstract class Shape {
abstract public void draw();
//抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
abstract void calcArea();
//抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
public double getArea(){
    return area;
}
protected double area;  //面积

}


public class Rect extends Shape {
    private double length;
    private double width;

    public Rect(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
    @Override
    public void draw(){
        System.out.println("矩形:length="+length+"width="+width);
    }

    @Override
    public void calcArea() {
        area = length*width;
    }


}



public class Cidcle extends Shape{
    private double r;
    final private static double Pi = 3.14;

    public Cidcle(double r) {
        this.r = r;
    }
    public void draw(){
        System.out.println("圆:r = "+r);
    }
    @Override
    public void calcArea(){
        area = Pi*r*r;
    }
}



public abstract class Triangle extends Shape{
    private double a;
    private double b;
    private double c;
    @Override
    public void draw(){
        System.out.println("三角形: a = "+a+"b="+b+"c="+c);
    }

}

5.抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类一定是抽象类

6.抽象类可以有构造方法,供子类创建对象时,初始化父类的成员变量

1.4 抽象类的作用

抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法.

有些朋友可能会说了, 普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 为啥非得用抽象类和抽象方法呢?

确实如此. 但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验.

使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题.

很多语法存在的意义都是为了 "预防出错", 例如我们曾经用过的 final 也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们.
充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的.

2. 接口

2.1 接口的概念

在现实生活中,比如:笔记本上的usb口,电源插座等.

电脑的usb口上,可以插:电脑,电视机,电饭煲...所以符合规范的设备

通过上诉例子可以看出:接口就是公共的行为规范标准,大家在实现时候,只要符合规范标准，就可以通用。

2.2 语法规则

接口的定义格式与定义类的格式基本相同,将class关键字换成interface关键字,就定义了一个接口.

public interface Usb {
    public abstract void method1();  // public abstract是固定搭配,可以不用写
    public void method2();
    abstract void method3();
    void method4();//上诉这些写法都是一样的
}

上诉写法中,更推荐写法4,代码更简洁

注意:

1.创建接口时,接口的命名一般以大写字母I开头.

2.接口的命名一般使用"形容词"词性的单词.

3.阿里巴巴规范中约定,接口中方法和属性不要加任何修饰符号,保持代码的简洁性.

2.3 接口的使用

接口不能直接使用,必须要有一个"实现类"来实现该接口,实现接口中的所以抽象方法/

public class 类名称 implements 接口名称{
//...
}

注意:子类和父亲之间是extends继承关系,类与接口之间是implement实现关系.

一些小例子:帮助大家更好的理解接口

public interface Usb {
   void openDevice();
   void cloceDevice();

}


public class Mouse implements Usb {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void cloceDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }
    public void click(){
        System.out.println("点击鼠标");
    }
}


public class Keyboard implements Usb{

    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void cloceDevice() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }
    public void inPut(){
        System.out.println("键盘输入");
    }
}


public class Computer {
    public void powerOn(){
        System.out.println("打开笔记本电脑");

    }
    public void powerOff(){
        System.out.println("关闭笔记本电脑");
    }
    public void useDevice(Usb usb){
        usb.openDevice();

        if(usb instanceof Mouse){
           ((Mouse) usb).click();//写法不一样而已
           Mouse mouse = new Mouse();
           mouse.click();
        } else if (usb instanceof Keyboard) {
            Keyboard keyboard = (Keyboard) usb;
            keyboard.inPut();
        }
usb.cloceDevice();
    }
}


//测试类
public class Teat6 {
    public static void main(String[] args) {
     Computer computer = new Computer();
     computer.powerOn();
        //使用鼠标设备
        computer.useDevice(new Mouse());
        //使用键盘设备
        computer.useDevice(new Keyboard());
        computer.powerOff();
    }
}

不可以直接引用实现接口的方法,需要强制转换.

2.4 接口特性

1.接口类型是一种引用类型,但是不能直接new接口对象.

public class Test7 {
    public static void main(String[] args) {
        IUSB iusb = new IUSB() ;
    }
}

2.接口每一个方法都是public的抽象方法,即接口中的方法被隐式的指定为public abstract(只能是publicabstract,其他的都会报错)

public interface IUSB {
protected void method();
}

3.接口中的方法是不能在接口中实现的,只能由实现接口的类来实现.

public interface IUSB {
void open();
void close(){
    System.out.println("关闭设备");
}
}

4.重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限

public class Mouse implements Usb {
    @Override
 void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void cloceDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }
    public void click(){
        System.out.println("点击鼠标");
    }
}

5.接口中可以含有变量,但是接口中的变量会被隐式的指定为public abstract final变量.

public interface Usb {
   int a = 1;
   void openDevice();
   void cloceDevice();

}



public class Teat6 {
    public static void main(String[] args) {
     
        System.out.println(Usb.a);
        Usb.a= 2;
    }
}

6.接口中不能有静态代码和构造方法.

public interface Usb {
   int a = 1;//必须有初始值
   public Usb(){
      
   }
   void openDevice();
   void cloceDevice();

}

7.接口虽然不是类,但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class

8.如果类没有实现接口中的所以的抽象方法,则类必须设置为抽象类(和抽象类一样)

9.jdk8中:接口还可以包含default方法

2.5 实现多个接口

在java中,类和类之间是单继承的,一个类只能有一个父类,即java中不支持多继承,但是一个类可以实现多个接口,下面通过一些类来表示一组动物.

public class Animal1 {
    protected String name;

    public Animal1(String name) {
        this.name = name;
    }
}



public interface IRunning {
    void run();
}


public interface IFlying {
    void fly();
}



public interface ISwimming {
void swimming();
}

接下来我们再创建几个具体的动物

猫,是会跑的

public class Cat1 extends Animal1 implements IRunning{

    public Cat1(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(this.name+"猫在跑");
    }
}

鱼,会游泳

public class Fish extends Animal1 implements ISwimming{
    public Fish(String name) {
        super(name);
    }
@Override
    public void swimming(){
    System.out.println(this.name+"鱼儿在游泳");
}
}

青蛙,会跑,而且会游泳

public class Qing extends Animal1 implements ISwimming,IRunning{
    public Qing(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        System.out.println(this.name+"青蛙在跑");
    }
    @Override
    public void swimming(){
        System.out.println(this.name+"青蛙在游泳");
    }
}

注意:一个类实现多个接口时,每个接口中的抽象方法都要实现,否则类必须设置为抽象类

上面的代码展示了java面向对象编程中最常见的用法:一个类继承一个父类,同时实现多个接口,继承表达的含义是is-a,而接口表达的含义是xxx特性.

这样的设计有什么好处呢?时刻牢记多肽的好处,让程序员忘记类型,有了接口之后,类的使用者就不必关注具体类型,而只关注是否具备某种能力.

public class Test7 {
public static void walk(IRunning running){
    System.out.println("我带着伙伴去散步");
    running.run();
}
    public static void main(String[] args) {
Cat1 cat1 = new Cat1("小猫");
walk(cat1);
    }
}

因为在猫这个类里面重写过,所以可以直接调用.

2.6 接口间的继承

在java中,类和类之间是单继承的,一个类可以实现多个接口,接口与接口之间可以多继承,即:用接口可以达到多继承的目的.

接口可以继承一个接口,达到复用的效果,使用extends.

通过刚刚的代码改造

通过接口继承创建一个新的接口 IAmphibious 表示 "两栖的". 此时实现接口创建的qing 类, 就继续要实现 run 方法, 也需要实现 swim 方法

接口之间的继承,相当于把多个接口合并在一起

2.7 接口使用实例

给对象数组排序

import java.util.Arrays;
import java.util.Objects;

public class Student implements Comparable{
    private String name;
    private int score;

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }


    @Override
    public String toString(){
        return "{"+this.name+":"+this.score+"}";
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o){
        Student s = (Student) o;
        if (this.score>s.score){
            return -1;
        }else if(this.score<s.score){
            return 1;
        }
        return 0;
    }



}


import java.util.Arrays;

public class Test7 {
    public static void main(String[] args) {

        Student[] students = new Student[]{
                new Student("张三",95),
                new Student("李四",96),
                new Student("王五",97),
                new Student("赵六",92),
        };
Arrays.sort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

仔细思考, 不难发现, 和普通的整数不一样, 两个整数是可以直接比较的, 大小关系明确. 而两个学生对象的大小关系怎么确定? 需要我们额外指定

让我们的 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法即可.

2.8 抽象类和接口的区别

抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式. 都需要重点掌握. 同时又要认清两者的区别(重要!!! 常见面试题).
核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法.

class Animal{
protected String name;
public Animal(String name){
this.name = name;
}
}

再次提醒:

抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验,像Animal这样的类我们并不会直接使用,而是直接使用它的子类,万一不小心创建了Animal的实例.编译器会及时提醒我们

通过对象比较equals方法

在java中,==进行比较时;

a.如果==左右两侧比较的是基本类型变量,比较的是变量中值是否相同

b.如果==左右两侧比较的是引用类型变量,比较的是引用变量地址是否相同

c.如果要比较对象中内容,必须重写object中的equals方法,因为默认按照地址比较

class Person{
private String name ;
private int age ;
public Person(String name, int age) {
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("gaobo", 20) ;
Person p2 = new Person("gaobo", 20) ;
    int a = 10;
    int b = 10;
    System.out.println(a == b);       // 输出true
System.out.println(p1 == p2);      // 输出false
    System.out.println(p1.equals(p2));    // 输出false
}
}

person类重写equals方法后,然后比较:

class Person{
 ...
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == null) {
return false ;
}
if(this == obj) {
return true ;
}
// 不是Person类对象
if (!(obj instanceof Person)) {
return false ;
}
   
Person person = (Person) obj ; // 向下转型，比较属性值
return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age ;
}
}

结论：比较对象中内容是否全部相同的时候，一定要重写equals方法