帮你快速了解Java抽象类、接口和多态

简介: 帮你快速了解Java抽象类、接口和多态

1.抽象类


如果自上而下在类的继承层次结构中上移,位于上层的类更具有一般性,可能更加抽象。从某种角度看祖先类更具有一般性,人们只将它作为派生其他类的基类,而不是构造你想要的特定的实例。——Java核心技术 (卷一)


上面这段话讲明了抽象类是怎么来的,和抽象类的用途。那么什么是抽象类呢?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。

抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法。

用abstract修饰的类就是抽象类。如果某个类中包含有抽象方法,那么该类就必须定义成抽象类。


特点:

抽象类不能被实例化,但可以有构造函数,因为抽象类中含有无具体实现的方法,所以不能用抽象类创建对象。

抽象类只能用作基类,表示的是一种继承关系。继承抽象类的非抽象类必须实现其中的所有抽象方法,而已实现方法的参数、返回值要和抽象类中的方法一样。否则,该类也必须声明为抽象类。


抽象方法

抽象方法充当着占位方法的角色,它们在子类中具体实现。

   1.抽象方法是一种特殊的方法:它只有声明,而没有具体的实现

   2.抽象方法必须用abstract关键字进行修饰

[访问权限] abstract class 类名 {
      //成员列表
}


注意:

 1.抽象类,抽象方法,在软件开发过程中都是设计层面的概念。也就是说,设计人员会设计出抽象类,抽象方法,程序员都是来继承这些抽象类并覆盖抽象方法,实现具体功能。

 2.有些程序员认为,在抽象类中不能包含具体方法。建议尽量将通用的属性和方法(不管是不是抽象的)放在基类中(不管是不是抽象类)。

 3.即使不含抽象方法也可以将类声明为抽象类。

 4.抽象类不能实例化。


2.接口


在生活中我们见的最多的就是USB接口,电脑上的接口,鼠标接口,U盘接口。那么这些接口是如何工作的呢?


电脑上的USB接口本身没有实现任何功能,意思就是,当我们什么都不给它插入时,它没有什么用,有没有它都不会对电脑造成什么影响,但是它规定了数据传输要求,可以被许多的设备实现,当接入鼠标时就把鼠标和电脑连接起来,它不会把鼠标当作U盘来用,原因就在于,实现什么功能不是靠接口来决定,是看谁实现了它。


接口用来描述类应该做什么,而不指定它具体怎么做。一个类可以实现一个或多个接口。

注意:接口不是类,而是对希望符合这个接口的类的一组需求。


接口的定义:

//中括号中的内容表示可以有可以没有
[访问修饰符]  interface  接口名称  [extends 其他的接口名1,….其他的接口名n] { 
    //接口类必须用interface关键词修饰
    //接口中的属性默认都是public static final修饰 
    int num = 10;  
    //所有方法默认都是public abstract修饰
    void method();
}


接口的特性:

1.接口中的变量都是静态常量

2.接口是隐式抽象的,当声明一个接口的时候,不必使用abstract关键字。

3.接口中每一个方法也是隐式抽象的,默认为public abstract 。

4.接口中声明的属性默认为 public static final 的;

5.接口不是被类继承了,而是要被类实现。

6.接口不能实例化对象(无构造方法),但可以声明对象的引用。(多态性)

7.多个类可以实现同一个接口。

8.一个类可以实现多个接口,但只能继承一个类。

9.与继承关系类似,接口与实现类之间存在多态性。

10.一个接口能继承其它多个接口。

11.当类实现接口的时候,类要实现接口中所有的方法。否则,类必须声明为抽象的类。


面向接口编程时:

 1.关心实现类有何能力,而不关心实现细节

 2.面向接口的约定而不考虑接口的具体实现


接口存在的意义:Java中一个类只能有一个父类,所以用接口可以实现多继承的逻辑 。


从本质上讲,接口是一种特殊的抽象类,这种抽象类中只包含常量和方法的定义,而没有变量和方法的实现。


接口的使用:

接口的使用:类使用implements关键字实现接口。在类声明中,Implements关键字放在class声明后面。

[访问修饰符] class 类名 implements 接口名1,接口名2……{ 
}

结合继承:

[访问修饰符] class 类名 extends 父类名 implements 接口名1,接口名2……{ 
}


多态


上一篇博客提到多态就是同一种事物,在不同时刻表现不同的状态

多态存在的三个必要条件:

1.要有继承(或者接口的实现)(前提条件)

2.要有重写(前提条件)

3.父类引用指向子类对象


多态环境下对成员方法的调用

class  Animal{
    void show() {
        System.out.println("Anmial");
    }
}
class Cat  extends Animal{
    void show() {
        System.out.println("cat");
    }
}
Animal x = new Cat();
 x.show(); //调用的是子类中的方法

有图有真相:

image.png

就是编译看左边,运行看右边。


多态环境下对静态成员方法的调用

class  Animal{
    static  void show() {
        System.out.println("Animal");
    }
}
class Cat extends Animal {
    static  void show() {
        System.out.println("Cat");
    }
}
Animal x = new Cat(); 
x.show(); //调用的是动物类中的静态成员方法。

image.png

就是说:编译和运行都看左边


多态环境下对成员变量的调用

class Animal{
      int num = 3;
}
class Cat  extends Animal {
      int  num = 4;
}
Animal x = new Cat() ;
System.out.println(x.num); //调用的是动物类中的成员变量。

image.png

就是说:编译和运行都看左边。

注意:变量不存在被子类覆写这一说法,只有方法存在覆写。


方法参数具有多态性

class  Animal{
    void eat() {}
}
class  Cat extends Animal{
     void eat() {}
}
class Dog extends Animal{
     void eat(){}
}
//方法的形式参数类型是父类类型,而传递的实际参数可以是任意子类的对象
void method(Animal  animal){  
     animal .eat();                
}

方法参数多态性的好处:提高代码的扩展性


向上转型

class Animal{
   void eat() {
        System.out.println("吃");
    }
}
class Cat extends Animal{
     void look() {
          System.out.println("看老鼠");
     }
}      
Animal x=new Cat();  //向上造型,Cat对象提升到Animal对象
x.eat();   //只能使用父类中的方法
x.look();  //报错!不能使用子类中的方法

image.png


向下转型

class Animal{
     void eat(){
          System.out.println("吃");
     }
}
class Cat extendsAnimal{
     void look() {
         System.out.println("看老鼠");
     }
}      
Animal x=new Cat();
Cat  m=(Cat)x;  //向下转型
m.eat() ;
m.look();//子父类中的方法都可以使用

image.png


final关键字

final 用于声明属性,方法和类

1.属性:定义就必须直接赋值或者在构造方法中进行赋值,并且后期都不能修改。

2.方法:子类里不可被覆盖。(不能被重写)

3.方法参数:对参数做final修饰,在方法参数前面加final关键字,为了防止数据在方法体中被修改。

4.类:不能被定义为抽象类或是接口,不可被继承。(不能当父类)


final属性赋值

1.在声明时同时赋值,往往与static一起使用

2.声明时不赋值时,必须在构造方法中逐一赋值

3.总的原则:保证创建每一个对象的时候,final属性的值是确定的



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