详解JavaSE中抽象类与接口的定义及使用

2022-11-13 11:11:30 定义接口详解

一、抽象类

1、抽象类定义

1、什么是抽象类？

类和类之间具有共同特征，将这些共同特征提取出来，形成的就是抽象类。

类到对象是实例化，对象到类是抽象。

抽象类无法实例化，无法创建对象。抽象类是类和类之间有共同特征，将这些具有共同特征的类再进一步抽象，就形成了抽象类。由于类本身是不存在的，所以抽象类无法创建对象，即无法实例化。

2、抽象类属于什么类型？

抽象类也属于引用数据类型。

3、抽象类的语法：

[修饰符列表] abstract class 类名{
类体；
}

4、抽象类是无法实例化的，无法创建对象，因此抽象类是用来被子类继承的。

抽象类的子类还可以是抽象类

//银行账户类
abstract class Account{
}

//信用卡类,子类继承抽象类，子类可以实例化对象
class CreditAccount extends Account{
}

//抽象类的子类还可以是抽象类
abstract class Credit extends Account{
}

5、抽象类虽然无法实例化，但是抽象类有构造方法，这个构造方法是为子类提供的

2、抽象方法

抽象方法表示没有实现的方法，没有方法体的方法。

抽象方法的特点：

1、没有方法体，以分好结尾

2、前面修饰符列表当中有abstract关键字

例如：

public abstract void doSome;

抽象类当中不一定有抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类。
抽象类当中可以有抽象方法也可以有非抽象方法。
抽象方法必须出现在抽象类当中，一个非抽象类继承抽象类，必须将抽象类当中的抽象方法进行实现。

abstract class Animal{
    public abstract void move(); 
}

class Bird extends Animal{
    //将抽象类当中的抽象方法进行重写
    public void move(){};
}

上面当中，如果Bird类是抽象的话，则抽象方法也可以不重写。

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用多态，父类型引用指向子类型对象
        //Bird不是抽象类，可以创建对象，向上转型
        Animal a=new Bird();//面向抽象编程
        a.move();
        //在编译的时候，a会检查Animal当中的move方法
        //在执行的时候，a会使用Bird当中的move方法
    }
}

判断题：java语言当中凡是没有方法体的方法都是抽象方法（错）

Object类当中有很多方法都没有方法体，都是以分好结尾的，但是他们都不是抽象方法，例如：

public native int hashCode();

这个方法底层调用了c++写的动态链接库程序。前面修饰符列表中没有abstract。有一个native，表示调用JVM本地的程序。

二、接口

1、接口定义

1、接口也是一种引用数据类型，编译之后也是一个class字节码文件。

2、接口是完全抽象的。（抽象类是半抽象的）或者说接口是特殊的抽象类。

3、接口的定义：

[修饰符列表] interface 接口名{
}

4、接口支持多继承，一个接口可以继承多个接口。

//定义接口
interface A{
}

interface B{
}
//支持多继承
interface C extends A,B{
}

5、接口当中只包含两部分内容，一部分是：常量，一部分是：抽象方法。

//我的数学接口
interface MyMath{
    public abstract int sum(int a,int b);
}

6、接口当中所有的元素都是public修饰的。

7、接口当中的抽象方法定义时：public abstract修饰符可以省略。

8、接口当中的方法都是抽象方法，所有接口当中的方法不能有方法体。

9、接口当中的方法不能有大括号，因为大括号就是方法体，而抽象方法不能有方法体。

10、接口当中常量的修饰符：public static final可以省略。

11、常量不能重新赋值。

interface MyMath{
    double PI=3.1415926;
    //PI是常量
    int sub(int a,int b);//相减的抽象方法
    int sum(int a,int b);//相加的抽象方法
}

2、类实现接口

接口的基础语法：

1、类和类之间叫做继承，类和接口之间叫做实现。（其实仍然可以将实现看成是继承）

继承使用extends关键字完成
实现使用implements完成
当一个非抽象类实现接口的话，必须将接口当中所有的抽象方法全部实现。

interface MyMath{
    double PI=3.1415926;
    //PI是常量
    int sub(int a,int b);//相减的抽象方法
    int sum(int a,int b);//相加的抽象方法
}

class My implements MyMath{
    public int sub(int x,int y){
        return x-y;
    }
    public int sum(int x,int y){
        return x+y;
    }
}

接口和接口之间支持多继承，一个类也可以同时实现多个接口。

这种机制弥补了java当中类与类之间只支持单继承的缺陷。

经过测试，接口和接口之间在进行强制类型转换的时候，没有继承关系，也可以强转。但是注意：在运行时可能会出现ClassCastException异常。

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        M m=new E();
        K k=(K)m;
    }
}
interface K{
}
interface M{
}
class E implements M{
}

最终实际上和之前一样，需要加instanceof运算符进行判断。

这句话不适合在接口当中：无论向上转型还是向下转型，两种类型之间必须要有继承关系，没有继承关系，则编译器会报错。

上面的代码更改如下：

        if(m instanceof K){
            K k=(K)m;  //判断，否则会出现异常         
        }

3、接口与多态联合

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        MyMath m=new My();
        //面向接口编程（调用接口里面的方法
        int result=m.sub(10,20);
        System.out.println(result);
        int result2=m.sum(1,3);
        System.out.println(result2);
    }
}

//我的数学接口
interface MyMath{
    double PI=3.1415926;
    //PI是常量
    int sub(int a,int b);//相减的抽象方法
    int sum(int a,int b);//相加的抽象方法
}

class My implements MyMath{
    public int sub(int x,int y){
        return x-y;
    }
    public int sum(int x,int y){
        return x+y;
    }
}

4、extends和implements

问题：继承和实现都存在的话，代码应该怎么写?

如果同时出现继承和实现的话，继承的关键字在前面，实现的关键字在后面。

接口通常提取的是行为动作。

class Cat extends Animal1 implements Flyable{    
}

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        Flyable f=new Cat();//多态
        f.fly();
        Flyable f1=new Pig();
        f1.fly();
    }
}

//动物类：父类
class Animal1{
}
//可飞翔的接口
interface Flyable{
    void fly();
}

//动物类子类：猫类
//flybale是一个接口，即一对翅膀，通过接口插到猫身上，让猫可以飞翔
class Cat extends Animal1 implements Flyable{
    public void fly(){
        System.out.println("猫猫起飞！");
    }
}

//动物类子类：蛇类
//如果不想让蛇飞，就不实现flyable接口
//没有实现这个接口就表示没有翅膀，那肯定不能飞翔
class Snack extends Animal1{
}

//动物类子类：猪类，想让猪飞，插接口
class Pig extends Animal1 implements Flyable{
    public void fly(){
        System.out.println("猪猪起飞！");
    }
}

5、接口在开发当中的作用

接口在开发当中的作用，类似于多态在开发当中的作用。

多态：面向抽象编程，不面向具体编程，降低程序的耦合度，提高程序的扩展力。

面向抽象编程可以修改为：面向接口编程。因为有了接口就有了可插拔。可插拔表示扩展能力强，不是焊接死的。例如：主板和内存条之间有插槽，这个插槽就是接口，内存条坏了，可以重新买一个换，这就是高扩展性和低耦合度。

实现一个菜单接口：

中午去饭馆吃饭，这个过程当中有接口，接口是抽象的。
菜单是一个接口。（菜单上面有一个抽象的照片：西红柿炒鸡蛋）
顾客面向菜单点菜，调用接口。
后台的初始负责把西红柿鸡蛋做好，是接口的实现者。
这个菜单接口的作用：让顾客和厨师解耦合，顾客不用找后厨，后厨不用找顾客，他们之间完全依靠这个抽象的菜单进行沟通。符合OCP开发原则。

顾客有一个菜单 Customer has a FoodMenu,凡是能够使用has a 来描述的，统一以属性的方式存在

Cat is a Animal 凡是满足 is a 的表示都可以设置为继承。

西餐厨师类：

//西餐厨师实现菜单上面的菜
public class AmericanCooker implements FoodMenu{
    public void xiHongShiJidan(){
        System.out.println("西餐中的西红柿炒鸡蛋");
    }
    public void yuXiangRouSi(){
        System.out.println("西餐中的鱼香肉丝");
    }
}

中餐厨师类：

//中餐厨师实现菜单上面的菜。厨师是接口的实现者。
public class ChinaCooker implements FoodMenu{
    public void xiHongShiJidan(){
        System.out.println("中餐中的西红柿炒鸡蛋");
    }
    public void yuXiangRouSi(){
        System.out.println("中餐中的鱼香肉丝");
    }
}

顾客类：

public class Customer{
    //面向接口编程
    private FoodMenu foodmenu;//私有化体现封装性，则要提供set和get方法
    public Customer() {
    }
    public Customer(FoodMenu foodmenu) {
        this.foodmenu = foodmenu;
    }
    public FoodMenu getFoodmenu() {
        return foodmenu;
    }
    public void setFoodmenu(FoodMenu foodmenu) {
        this.foodmenu = foodmenu;
    }
    public void order(){
        //方法一：使用get方法拿到菜单
        FoodMenu f=this.getFoodmenu();
        //方法二：直接使用foodmenu，因为私有的属性可以在本类当中使用
        foodmenu.xiHongShiJidan();
        foodmenu.yuXiangRouSi();
    }
}

菜单类：

public interface FoodMenu {
    void xiHongShiJidan();
    void yuXiangRouSi();
}

测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建厨师对象(多态)
        FoodMenu menu1=new ChinaCooker();
        FoodMenu menu2=new AmericanCooker();
        //创建顾客对象
        Customer m1=new Customer(menu1);
        Customer m2=new Customer(menu2);
        //顾客点菜
        m1.order();
        m2.order();

    }
}

任何一个接口都有调用者和实现者，接口可以将调用者和实现者解耦合。以后的大项目开发，一般都是将项目分离成一个一个的模块，模块之间采用接口衔接，降低耦合度。

6、is has like

1.is a ：Cat is an Animal.（猫是一个动物）

凡是满足is a的就表示继承关系。

2.has a：He has a pen.（他有一只笔）

凡是能够满足has a 关系的表示关联关系。
关联关系通常以“属性”的形式存在。

3.like a ：Cooker like a menu.（厨师就像一个菜单）

凡是满足like a 关系的表示实现关系。
实现关系通常是类实现接口。

7、抽象类与接口

抽象类与接口的区别：

抽象类是半抽象的，接口是完全抽象的。
抽象类中有构造方法，接口当中没有构造方法。
接口和接口之间支持多继承，类和类之间只支持单继承。
一个类可以同时实现多个接口，一个抽象类只能继承一个类（单继承）。
接口都在只允许出现常量和抽象方法。

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