多态思想

接口

接口概述

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我们要完成一个工程，需要一个插座

思考1：去市场买个回来！=> 市场上有公牛、小米... => 小米和公牛认识吗？

什么原因导致公牛和小米的插座我都可以用？

接口是一种约定的规范，是多个抽象方法的集合。仅仅只是定义了应该有哪些功能，本身不实现功能，至于每个功能具体怎么实现，就交给实现类完成。

接口中的方法是抽象方法，并不提供功能实现，体现了规范和实现相分离的思想，也体现了组件之间低耦合的思想。

所谓耦合度，表示组件之间的依赖关系。依赖关系越多，耦合性越强，同时表明组件的独立性越差，在开发中往往提倡降低耦合性，可提高其组件独立性，举一个低耦合的例子。

电脑的显卡分为集成显卡和独立显卡：

集成显卡：显卡和主板焊死在一起，显卡坏了，只能换主板

独立显卡：显卡和主板相分离，显卡插到主板上即可，显卡坏了，只换显卡，不用换主板

接口也体现的是这种低耦合思想，接口仅仅提供方法的定义，却不提供方法的代码实现。那么得专门提供类并去实现接口，再覆盖接口中的方法，最后实现方法的功能，在多态案例中再说明。

接口定义和多继承性

接口可以认为是一种特殊的类，但是定义类的时候使用class关键字，定义接口使用interface关键字。

public  interface   接口名{
    //抽象方法1();
    //抽象方法2();
    //抽象方法2();
}

接口表示具有某些功能的事物，接口名使用名词，有人也习惯以I开头。接口定义代码：

public interface IWalkable { 
    void walk();
}

接口中的方法都是公共的抽象方法，等价于：

public interface IWalkable { 
    public abstract void walk();
}

从Java8开始, Java支持在接口中定义有实现的方法, 如:

public interface IWalkable {
    public abstract void walk();//抽象方法
    default void defaultMethod(){
        System.out.println("有默认实现的方法, 属于对象");
    }
    static void defaultMethod(){
        System.out.println("有默认实现的方法, 属于类");
    }
}

在java中，接口也可以继承，一个接口可以继承多个接口，也就是说一个接口可以同时继承多个接口，如两栖动物可以行走也可以拥有。

可行走规范：

public interface IWalkable { 
    void walk();
}

可游泳规范：

public interface ISwimable { 
    void swim();
}

两栖动物规范，即可以游泳，又可以行走:

public interface IAmphibiable   extends IWalkable,ISwimable{
}

此时子接口能继承所有父接口的方法。

接口实现类

(1)因为接口中的方法时抽象的，没有方法体，所以接口是不能创建对象的，此时必须定义一个类去实现接口，并覆盖接口中的方法，这个类称之为实现类，实现类和接口之间的关系称之为实现关系(implements)。

public class 类名 implements 接口名{
    //覆盖接口中抽象方法
}

实现类实现接口后，必须实现接口中的所有抽象方法，完成功能代码，此时接口和实现类之间的关系：

接口：定义多个抽象方法，仅仅定义有哪些功能，却不提供实现。

实现类：实现接口，实现接口中抽象方法，完成功能具体的实现。

如果实现类没有全部实现接口中的方法，要么报错，要么把实现类设置为抽象类（下图）。

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定义一个猫类（Cat）实现IWalkable接口，并创建对象调用方法。

public class Cat implements IWalkable{
    public void walk() {
        System.out.println("走猫步...");
    }
}

根据方法覆盖原则：子类方法的访问修饰符必须大于等于父类方法的访问修饰符，接口中的方法都是public修饰的，所以实现类中的方法只能使用public修饰。

定义一个人类，实现ISwimable,IWalkable接口

public class Person implements ISwimable, IWalkable { 
    @Override
    public void walk() {
        System.out.println("人类步行...");
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println("人类游泳...");
    }
}

实现类实现了接口，一定具备接口中定义的能力。

(2)实现类可以继承父类，但可以同时实现一个或多个接口，继承在前，实现在后。

定义一个青蛙类（Frog）继承于动物类（Animal），同时实现于会走路（IWalkable），会游泳（ISwimable）的接口，语法如下：

public class Frog extends Animal implements ISwimable,IWalkable{
    public void walk() {
        System.out.println("跳啊跳...");
    }
    public void swim() {
        System.out.println("游啊游..");
    }
}

(3)接口是一种引用数据类型，可以用来声明变量，并接收(引用)所有该接口的实现类对象。如果要创建实现类对象，语法如下：

接口变量 = new 实现类();

测试类：

public static void main(String[] args) {
    /**
    *   学生找房子，由于条件不足，所以委托中介帮忙找房子，但又不想强依赖于中介
    */
    // 使用接口声明变量的意义在于？
    IRentable rentable = null;
    // 使用rentable可以引用其实现类
    rentable = new Agent("链家");
    /**
    *   rentable 引用实现类更在乎实现类啊，你具不具备我接口约定的能力，而不关心你到底是谁
    */
    Student student = new Student("二狗");
    // student.setRentable(rentable);
    rentable = new Teacher(); student.setRentable(rentable);
    student.findHouse();
}

接口总结

(1)接口表示一种规约（规范、标准），它里面定义了一些列抽象方法（功能），它可以被多个类实现。

(2)实现类实现接口，必须实现接口中的所有抽象方法。我们经常说：接口约定了实现类应该具备的能力。

(3)面向接口编程。

多态

多态概念

多态是面向对象三大特征之一：封装、继承、多态。

在继承关系，是一种 is A 的关系，也即什么是什么 ,也就说子类是父类的一种特殊情况，有如下代码：

public class Animal{}
public class Dog extends Animal{}   // Dog is a Animal 
public class Cat extends Animal{}   // Cat is a Animal

那么我们可以认为狗和猫都是一种特殊的动物，那么可以使用动物类型来表示狗或猫。

Dog d = new Dog();  //创建一只狗对象,赋给子类类型变量
Animal a = ne Cat() //创建一只猫对象,赋给父类类型变量

此时对象（a）具有两种类型:

编译时类型：声明对象变量的类型——>Animal

运行时类型：对象的真实类型 ——>Dog

当编译类型和运行类型不一致的时候，此时多态就产生了。

注意：编译类型必须是运行类型的父类或接口。

所谓多态，表示一个对象具有多种形态。

说的具体点就是同一引用类型变量调用同一方法时，由于引用实例不同，方法产生的结果不同。

Animal  a = null;
a = new Dog(); //a此时表示Dog类型的形态
a = new Cat(); //a此时表示Cat类型的形态

多态的前提，可以是继承关系（类和类），也可以是实现关系（接口和实现类），在开发中，一般都指接口和实现类之间的关系。

一言以蔽之：父类引用变量指向于子类对象，调用方法时实际调用的是子类的方法。

我家有一种动物，你猜它的叫声是怎么样的，猜不到，因为这个动物有多种形态。

如果该动物是狗，叫声是：旺旺旺...

如果该动物是猫，叫声是：妙妙妙...

多态操作有两种定义格式和操作语法：

操作继承关系：

父类 变量名 = new 子类(); 
变量名.方法();

操作实现关系：

接口 变量名 = new 实现类(); 
变量名.方法();

操作继承关系

父类 变量名 = new 实现类(); 
变量名.方法();

Animal类：

public class Animal { 
    public void shut() {
        System.out.println("Animal...shout...");
    }
}

Cat类：

public class Cat extends Animal{ 
    public void shut() {
        System.out.println("妙妙妙...");
    }
}

Dog类：

public class Dog extends Animal{ 
    public void shut() {
        System.out.println("旺旺旺...");
    }
}

测试类：

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Cat对象
        Animal a = new Cat(); a.shout();
        // 创建Dog对象
        a = new Dog(); 
        a.shout();
    }
}

控制台输出：

妙妙妙...
旺旺旺...

父类引用变量指向于子类对象，调用方法时实际调用的是子类的方法。

操作实现关系

接口 变量名 = new 实现类(); 
变量名.方法();

ISwimable 接口：

public interface ISwimable { 
    void swim();
}

Fish类：

public class Fish implements ISwimable{ 
    public void swim() {
        System.out.println("游啊游...");
    }
}

测试类：

public class FishDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Fish对象
        ISwimable fish = new Fish();
        fish = new Dog();//Dog也是实现了ISwimable接口的
        Fish f = new Fish();
        fish.swim();
    }
}

控制台输出：

游啊游...

接口引用变量指向实现类对象，调用方法时实际调用的是实现类实现接口的方法。

多态时方法调用问题

把子类对象赋给父类变量，此时调用方法：

Animal a = new Cat(); 
a.shut();

那么a对象调用的shut方法，是来自于Animal中还是Cat中？

判断规则如下：

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先判断shout方法是否在父类Animal类中：

找不到：编译报错

找到：再看shout方法是否在子类Cat类中

找不到：运行父类方法

找到：运行子类方法（这个才是真正的多态方法调用）

多态小结

// Dog d = new Dog();
// Cat c = new Cat();
Animal a = new Cat(); 
a.xxx();
a.ooo();
IEmployeeService service = new EmployeeServiceImpl2(); 
service.save();
service.delete();

所谓多态，就是一个对象的多种形态，这个对象一般都比较抽象，当通过同一引用类型，由于引用的实例不同，对同一行为产生的结果不同。

多态中的类型转换

类型转换

自动类型转换：把子类对象赋给父类变量（多态）

Animal a = new Dog();
Object  obj = new Dog();    //Object是所有类的根类

强制类型转换：把父类类型对象赋给子类类型变量。

子类类型 变量 = (子类类型)父类对象;

Animal a = new Dog();
Dog d = (Dog) a;//正确
Cat c = (Cat) a;//错误

instanceOf

instanceof 运算符：判断该对象是否是某一个类/接口的实例。

语法格式：
boolean b = 对象A instanceof  类B; //判断 A对象是否是 B类的实例？如果是,返回true

代码如下：

Animal a = new Dog(); 
System.out.println(a instanceof Animal); //true
System.out.println(a instanceof Dog);    //true
System.out.println(a instanceof Cat);    //false

USB案例

模拟在主板上安装鼠标、键盘等，比较没有规范和有规范的区别。

没有统一规范：

鼠标类：

public class Mouse {
    //鼠标工作的方法
    public void work1() {
        System.out.println("鼠标在移动");
    }
}

键盘类：

public class Keyboard {
    //键盘工作的方法
    public void work2() {
        System.out.println("鼠标在移动");
    }
}

主板类：

public class MotherBoard {
    //在主板上安装鼠标对象
    public void plugin(Mouse m) { 
        m.work1();  //调用鼠标工作的方法
    }
    //在主板上安装键盘对象
    public void plugin(Keyboard k) { 
        k.work2();  //调用键盘工作的方法
    }
}

上述代码是没有统一规范的，我们能发现其中的问题：

不同设备中工作的方法名称是不一致的

每次需要安装新设备，都需要在主板类上新增一个方法

有统一规范：

USB规范接口：

//定义一种规范，用来约束所有的USB设备应该具有的功能
public interface IUSB {
    //USB设备工作的方法
    void swapData();
}

在Mouse和Keyboard类遵循于USB规范——工作的方法名称也就相同了。

public class Mouse implements IUSB{
    public void swapData() {
        System.out.println("鼠标在移动");
    }
}
public class Keyboard implements IUSB{
    public void swapData() {
        System.out.println("用键盘打字");
    }
}

主板类，在安装方法plugin上也体现出了多态的特征：

public class MotherBoard {
    //IUSB类型可以接受实现类对象 
    public void plugin(IUSB usb) {
        usb.swapData();
    }
}

面向接口编程，体现的就是多态，其好处：把实现类对象赋给接口类型变量，屏蔽了不同实现类之间的实现差异，从而可以做到通用编程。

测试类：

public class USBDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建主板对象
        MotherBoard board = new MotherBoard();
        // 创建鼠标对象
        Mouse m = new Mouse();
        // 创建键盘对象
        Keyboard k = new Keyboard();
        //在主板上安装鼠标
        board.plugin(m);
        //在主板上安装键盘
        board.plugin(k);
    }
}