详解Java:抽象类和接口

简介: 详解Java:抽象类和接口

一.抽象类

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


我们回顾之前设计的打印图形的例子:

class Shape {
    //属性....
    public void draw() {
        System.out.println("画图形!");
    }
}
class Rect extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("♦");
    }
}
class Cycle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("●");
    }
}
class Flower extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("❀");
    }
}


我们发现, 父类Shape 中的 draw方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape的各种子类的 draw方法来完成的. 像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个抽象方法(abstract method), 包含抽象方法的类我们称为抽象类(abstract class)


又比如是我们之前设计的图形类或者动物类




我们需要定义一个抽象概念的类来作为跳板,方便我们使用子类,因此抽象类的存在是非常有必要的


abstract

在Java中我们可以使用abstract关键字来定义抽象类和抽象方法,一个类如果被abstract修饰则称为抽象类,抽象类中被abstract修饰的方法则称为抽象方法,抽象方法不用给出具体的实现体


对于刚才所说的打印图形类,我们就可以这样定义

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


其中需要注意的:抽象类也是类,内部可以包含普通方法和属性,或者是构造方法


抽象类特性

1. 抽象类不能直接实例化对象

Shape shape = new Shape();
// 编译出错Error: java: Shape是抽象的; 无法实例化


2. 抽象方法不能是 private

abstract class Shape {
    abstract private void draw();
}
// 编译出错Error: 非法的修饰符组合: abstract和private


3. 抽象方法不能被 final static 修饰,因为抽象方法要被子类重写

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


4. 抽象类必须被继承,并且继承后子类必须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


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


二.接口

在现实生活中,接口的例子比比皆是,比如:笔记本上的USB口,电源插座等



电脑的USB口上可以插:U盘、鼠标、键盘...所有符合USB协议的设备


电源插座插孔上可以插:电脑、电视机、电饭煲...所有符合规范的设备


通过上述例子可以看出:接口就是公共的行为规范标准,大家在实现时,只要符合规范标准,就可以通用;在Java中,接口可以看成是:多个类的公共规范,是一种引用数据类型。


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 name {
    // 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,跟推荐方式4,代码更简洁
}


在编写接口的过程中,有一些约定俗成的编写习惯和约定,并不一定需要遵守,但是为了养成良好的编程风格,最好还是遵守一下


  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. 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

接口使用

接口不能直接调用使用,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,我们需要使用implements关键字来实现接口,一般语法如下:


public class 类名称 implements 接口名称{

       // ...

}

我们需要注意:子类和父类之间是 extends 继承关系,类与接口之间是 implements 实现关系


我们举个USB接口的例子来参考认识一下接口的使用:

public interface name {
    // 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,跟推荐方式4,代码更简洁
}


接口特性

1. 接口类型是一种引用类型,但是不能直接new接口的对象

public class TestUSB {
    public static void main(String[] args) {
        USB usb = new USB();
    }
}
// Error:USB是抽象的; 无法实例化


2. 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)

public interface USB {
    // Error: 此处不允许使用修饰符private
    private void openDevice();
    void closeDevice();
}


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 USB {
    void openDevice();
    // 编译失败:因为接口中的方式默认为抽象方法
    // Error: 接口抽象方法不能带有主体
    void closeDevice(){
        System.out.println("关闭USB设备");
    }
}


4. 重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限

public interface USB {
    void openDevice(); // 默认是public的
    void closeDevice(); // 默认是public的
}
public class Mouse implements USB {
    @Override
    void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }
}
// 编译报错,重写USB中openDevice方法时,不能使用默认修饰符
// 正在尝试分配更低的访问权限; 以前为public


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 static final 变量

public interface USB {
    double brand = 3.0; // 默认被:final public static修饰
    void openDevice();
    void closeDevice();
}
public class TestUSB {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(USB.brand); // 可以直接通过接口名访问,说明是静态的
        // 编译报错:无法为最终变量brand分配值
        USB.brand = 2.0; // 说明brand具有final属性
    }
}


6. 接口中不能有静态代码块和构造方法

public interface USB {
    // 编译失败
    public USB(){
    }
    {} // 编译失败
    void openDevice();
    void closeDevice();
}


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有的抽象方法,则类必须设置为抽象类

9. jdk8中:接口中还可以包含 default 方法


实现多个接口

在之前的文章中,我们提到Java不允许一个类直接继承多个类,但是为了实现这样的功能,我们就引入了实现多个接口的思路,即Java中不支持多继承,但是一个类可以实现多个接口,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


下面通过类来表示一组动物

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



另外我们再提供一组接口, 分别表示 "会飞的", "会跑的", "会游泳的"

interface IFlying {
    void fly();
}
interface IRunning {
    void run();
}
interface ISwimming {
    void swim();
}


接下来我们创建几个具体的动物:猫, 是会跑的

class Cat extends Animal implements IRunning {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在用四条腿跑");
    }
}


鱼, 是会游的

class Fish extends Animal implements ISwimming {
    public Fish(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在用尾巴游泳");
    }
}


青蛙, 既能跑, 又能游(两栖动物)

class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming {
    public Frog(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在往前跳");
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在蹬腿游泳");
    }
}


还有一种神奇的动物, 水陆空三栖, 叫做 "鸭子"

class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {
    public Duck(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在漂在水上");
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
    }
}



有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力

  • 猫是一种动物, 具有会跑的特性.
  • 青蛙也是一种动物, 既能跑, 也能游泳
  • 鸭子也是一种动物, 既能跑, 也能游, 还能飞

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,需要使用 extends 关键字

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。


目录
相关文章
|
5天前
|
存储 安全 算法
【接口加密】Java中的接口加密实践
【接口加密】Java中的接口加密实践
|
1天前
|
Java 程序员 编译器
Java接口详解
Java接口详解
|
1天前
|
Java 编译器
Java抽象类详解
Java抽象类详解
|
2天前
|
Java 机器人 定位技术
29、Java 中的接口详解
29、Java 中的接口详解
16 0
|
2天前
|
Java 机器人 开发者
21、Java 中接口的基本使用
21、Java 中接口的基本使用
8 0
|
2天前
|
Java
20、Java 中的抽象类
20、Java 中的抽象类
14 1
|
3天前
|
Java
|
6天前
|
存储 安全 Java
Java并发基础:BlockingQueue和BlockingDeque接口的区别?
BlockingQueue 和 BlockingDeque 它们都支持在并发编程中的线程安全操作,但是,这两个接口之间存在一些关键的区别,主要在于它们所支持的操作和数据结构的特性,
Java并发基础:BlockingQueue和BlockingDeque接口的区别?
|
9天前
|
Java 开发者
Java中的Lambda表达式与函数式接口
【2月更文挑战第3天】传统的面向对象编程语言在处理函数式编程方面存在一定的局限性,而Java 8 引入了Lambda 表达式和函数式接口的概念,极大地提升了语言的灵活性和表达能力。本文将介绍Lambda 表达式和函数式接口在Java 中的基本概念、用法以及与传统面向对象编程的区别,帮助读者更好地理解并应用这些新特性。
|
9天前
|
存储 安全 Java
Java Map接口及其常用实现类详解
Java Map接口及其常用实现类详解

相关产品

  • 云迁移中心