抽象类与接口

简介: 抽象类与接口

🐓 随着多态的结束,今天让我们继续学习java,看看java中的抽象类和接口到底是什么


1. 抽象类


既然我们叫抽象类为:类,那么它一定具有类的特征。


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:


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举个🌰


// 抽象类和抽象方法需要被 abstract 关键字修饰
abstract class Shape {
    // 抽象类中的方法一般要求都是抽象方法,抽象方法没有方法体
    abstract void draw();
    // 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
}


貌似draw()方法啥都没有干,但是存在即合理,它一定有它自己的特殊意义。

1. 2🐔 抽象类特性

🐔1. 抽象类不能直接实例化对象


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在main方法内报错,告诉我们抽象类无法实例化对象。

那既然一个类不能实例化,那这种抽象类存在的意义是什么呀?

抽象类存在的意义:

🐤 抽象类存在的一个最大意义就是被继承,当被继承后就可以利用抽象类实现多态。

🐔2. 抽象方法不能是 private 修饰的

🐤 因为被private修饰过后就与继承相违背了,private 的权限只能在本类使用,出了本类就无法调用被修饰的方法和继承,这里又体现了封装的思想。

🐔 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

🐤抽象类作为父类时本身的抽象方法就没有任何东西,如果被final和static修饰就无法在子类中进行重写。

public abstract class Shape {
    abstract final void methodA();
    abstract public static void methodB();
}
// 编译报错:
// Error:(20, 25) java: 非法的修饰符组合: abstract和final
// Error:(21, 33) java: 非法的修饰符组合: abstract和static


🐔 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,必须要使用 abstract 修饰。


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🐤 继承以后不对抽象类的方法进行重写是会报错的。


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🐔 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. 抽象类中可以有构造方法,供子类创建对象时,初始化父类的成员变量

好,到现在为止我们对抽象类有个基本的认识了,那么抽象类的具体作用是啥呢?


1.3 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。

有些同学可能会说了, 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。


2. 接口

2.1 接口是什么

🐔 抽象类是从多个类中抽象出来的模板,如果将这种抽象进行的更彻底,则可以提炼出一种更加特殊的“抽象类”——接口(Interface)。


接口是Java中最重要的概念之一,它可以被理解为一种特殊的类,不同的是接口的成员没有执行体,是由全局常量和公共的抽象方法所组成。

如何定义一个接口呢?下面我们来看一个例子:🌰🌰:

//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 接口名称{
// 定义变量
int a = 10;      // 接口当中的成员变量默认都是public static final
// 抽象方法
public abstract void method1(); 
// public abstract 是固定搭配,可以不写
void method2();  
//  接口当中的成员方法默认都是public abstract, 更推荐用第二种来定义方法 
}


接口的实现与类的继承非常得相似,一个是通过extends来继承,一个是通过implements来实现。


2.2 语法规则


public interface 接口名称{
// 抽象方法
public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配,可以不写
public void method2();
abstract void method3();
void method4();
// 注意:在接口中上述写法都是抽象方法


提示:

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. 阿里编码规范中约定, 接口中的方法和属性不要加任何修饰符号, 保持代码的简洁性.

2.3 方法的使用


🐤接口不能直接使用,必须要有一个"实现类"来"实现"该接口,实现接口中的所有抽象方法

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

举例:

请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子

1. USB接口:包含打开设备、关闭设备功能

2. 笔记本类:包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能

3. 鼠标类:实现USB接口,并具备点击功能

4. 键盘类:实现USB接口,并具备输入功能

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首先实现一个接口叫做IUSB,包涵了openDevice方法和closeDevice方法。

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Mouse类实现了接口,并具备点击功能。


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KeyBoard类实现了IUSB接口,并具备输入功能,


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Computer包含开机功能、关机功能,并提供了usbUsb方法使用USB设备功能。


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主方法通过computer访问鼠标和键盘方法。


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2.4 接口特性


🐔 接口类型是一种引用类型,但是不能直接new接口的对象


🐔接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract(只能是public abstract,其他修饰符都会报错)


🐔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


🐔重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限


🐔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 static final 变量


🐔接口中不能有静态代码块和构造方法


🐔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


🐔 在jdk7.0前接口里的所有方法都没有方法体,即都是抽象方法。 jdk8.0后接口可以有静态方法,默认方法,即接口有方法的具体实现。


🐔 如果类没有实现接口中的所有的抽象方法,则类必须设置为抽象类


2.5 实现接口 VS 继承类


案例:

public class Monkey {
    private String name;
    public Monkey(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void climbing() {
        System.out.println("猴子爬树");
    }
}
public interface Fishable {
    public void swimming();
}
public class LittleMonkey extends Monkey implements Fishable{
    public LittleMonkey(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void swimming() {
        System.out.println(this.getName() + "努力学习,学会游泳");
    }
    public void flying() {
        System.out.println(this.getName() + "努力学习,学会飞");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LittleMonkey littleMonkey = new LittleMonkey("悟空");
        littleMonkey.climbing();
        littleMonkey.swimming();
    }
}

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小结:

🐤当子类继承了父类,就自动拥有了父类的功能。

🐤当子类需要拓展功能,就可以通过实现接口的方式来拓展。

🐤相当于实现接口是对Java单继承机制的补充。

接口和继承解决问问题不同

🐤 继承的价值主要在于:解决代码的复用性和可维护性。

🐤 接口的价值主要在于:设计。设计好各个规范(方法),来让其他类去实现,使之更灵活。

接口在一定程度上实现了解耦【接口的规范性 + 动态绑定机制】


2.6 抽象类 VS 接口(总结)


🐔 默认的方法实现

抽象类:它可以有默认的方法实现

接口:接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现

🐔 实现

抽象类:子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话,它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。

接口:子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现

🐔 构造器

抽象类:抽象类可以有构造器

接口:接口不可以有构造器

🐔 与正常Java类的区别

抽象类:除了你不能实例化抽象类之外,它和普通Java类没有任何区别

接口:除了你不能实例化抽象类之外,它和普通Java类没有任何区别

🐔 访问修饰符

抽象类:抽象方法可以有publicprotecteddefault这些修饰符

接口:接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符

🐔 main方法

抽象类:抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它

接口:接口没有main方法,因此我们不能运行它。

🐔 多继承

抽象类:抽象方法可以继承一个类和实现多个接口

接口:接口只可以继承一个或多个其它接口

🐔 添加新方法

抽象类:如果你往抽象类中添加新的方法,你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。

接口:如果你往接口中添加方法,那么你必须改变实现该接口的类。


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 关键字

例如:


interface IRunning {
    void run();
}
interface ISwimming {
    void swim();
}
// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
}
class Frog implements IAmphibious {
    ...
}


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 Frog 类, 就继续要实现 run 方法, 也需要实现 swim 方法.


接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.

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