【Java复健指南12】OOP高级03-抽象类与接口
抽象类
引出
问题：
父类方法有时候具有不确定性
小结:
当父类的某些方法，需要声明，但是又不确定如何实现
时，可以将其声明为抽象方法，那么这个类就是抽象类
例子：
public class Abstract01 {
public static void main(String[] args) {
}
}
abstract class Animal {
private String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
//思考：这里eat 这里你实现了，其实没有什么意义
//即： 父类方法不确定性的问题
//===> 考虑将该方法设计为抽象(abstract)方法
//===> 所谓抽象方法就是没有实现的方法
//===> 所谓没有实现就是指，没有方法体
//===> 当一个类中存在抽象方法时，需要将该类声明为abstract类
//===> 一般来说，抽象类会被继承，有其子类来实现抽象方法.
// public void eat() {
// System.out.println("这是一个动物，但是不知道吃什么..");
// }
public abstract void eat() ;
}
介绍
1)用abstract关键字来修饰一个类时,这个类就叫抽象类
访问修饰符abstract类名{
}
2)用abstract关键字来修饰一个方法时,这个方法就是抽象方法
访问修饰符 abstract 返回类型 方法名(参数列 表);//没有方法体
3)抽象类的价值更多作用是在于设计，是设计者设计好后，让子类继承并实现抽象类()
4)抽象类,是考官比较爱问的知识点,在框架和设计模式使用较多
注意事项
1)抽象类不能被实例化
public class AbstractDetail01 {
public static void main(String[] args) {
//抽象类，不能被实例化
//new A();
}
}
abstract class A {
}
2)抽象类不一定要包含abstract方法。也就是说,抽象类可以没有abstract方法
//抽象类不一定要包含abstract方法。也就是说,抽象类可以没有abstract方法，还可以有实现的方法。
abstract class A {
public void hi() {
System.out.println("hi");
}
}
3)一旦类包含了abstract方法,则这个类必须声明为abstract【反之不一定成立】
//一旦类包含了abstract方法,则这个类必须声明为abstract
abstract class B {
public abstract void hi();
}
4)abstract只能修饰类和方法，不能修饰属性和其它的。
//abstract 只能修饰类和方法，不能修饰属性和其它的
class C {
// public abstract int n1 = 1;
}
5)抽象类可以有任意成员【因为抽象类本质还是类】，比如:非抽象方法、构造器、静态属性等等
//抽象类的本质还是类，所以可以有类的各种成员
abstract class D {
public int n1 = 10;
public static String name = "jk";
public void hi() {
System.out.println("hi");
}
public abstract void hello();
public static void ok() {
System.out.println("ok");
}
}
6)抽象方法不能有主体,即不能实现。
abstract void aaa()//{}
7)如果一个类继承了抽象类，则它必须实现抽象类的所有抽象方法，除非它自己也声明为abstract类。
//如果一个类继承了抽象类，则它必须实现抽象类的所有抽象方法，除非它自己也声明为abstract类
abstract class E {
public abstract void hi();
}
abstract class F extends E {
}
class G extends E {
@Override
public void hi() { //这里相等于G子类实现了父类E的抽象方法，所谓实现方法，就是有方法体
}
}
8)抽象方法不能使用private、final和static来修
饰，因为这些关键字都是和重写相违背的。
抽象模板模式
需求
1)有多个类,完成不同的任务job
2)要求能够统计各自完成任务的时间
3)请编程实现
直觉
先用最容易想到的方法
例如有TestTemplate、AA、BB三个类
在AA和BB中分别定义两种计算任务（比如1加到100和1乘到100）
以AA为例，那么其中会有一个job方法
该方法定义了具体的计算任务，并调用诸如System.currentTimeMillis()这样的模块计算运行时间
public void job() {
//得到开始的时间
long start = System.currentTimeMillis(;long num = 0;
for (long i = 1; i <= 800000; i++) {
num += i;
}
//得的结束的时间
long end = System.currentTimeMillis(;
System.out.println("执行时间"+(end - start));
}
BB同理
问题
按上面的思路，AA和BB都会有一个job方法，里面计算时间的代码是重复的【重复点1】
这个好办，把这些代码抽象为一个父类即可，该父类中有一个例如calculateTime()的方法，专门计算运行时间
那么这个方法在该父类中应该类似下面的形式
public void calculateTime(){//实现一个方法去调用job
long start = System.currentTimeMillis();
job();//触发动态绑定机制，是aa调用就跳到AA，bb同理
//获取结束时间
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("AA执行时间："+(end-start));
}
现在又有一个问题，job()是AA和BB都有的方法，那么抽象到父类中，父类也肯定有一个job()
但是AA和BB中，job方法内的计算任务是不一样的，他们有可能都重写父类的方法，也可能不写
无论是哪种情况，父类都必须实例化一个默认的job()方法，这又造成代码的冗余【重复点2】
那么抽象类就有用了
将父类设计为一个抽象类，那么再写一个抽象方法job，抽象父类无需初始化它，子类用的时候再各自重写即可
优雅
解决
设计一个抽象类(Template),能完成如下功能:
1)编写方法calculateTime().可以计算某段代码的耗时时间
2)编写抽象方法job()
3)编写一个子类Sub,继承抽象类Template,并实现job方法。
4)编写一个测试类TestTemplate,看看是否好用。
抽象类Template
abstract public class Template {//抽象类-模板设计模式
public abstract void job();//抽象方法
public void calculateTime(){//实现一个方法去调用job
long start = System.currentTimeMillis();
job();//触发动态绑定机制，是aa调用就跳到AA，bb同理
//获取结束时间
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("AA执行时间："+(end-start));
}
}
子类AA
public class AA extends Template{
//计算任务
//1加到10000
public void job(){//实现父类Template的抽象方法job
int num = 0;
for (int i = 0; i <= 800000; i++) {
num += i;
}
}
}
子类BB
public class BB extends Template{
//计算任务
public void job(){
int num = 0;
for (int i = 0; i <= 8000000; i++) {
num *= i;
}
}
}
测试
public class TestTemplate {
public static void main(String[] args) {
AA aa = new AA();
aa.calculateTime();
BB bb = new BB();
bb.calculateTime();
}
}
=================================================
AA执行时间：2
BB执行时间：15
接口
定义
接口就是给出一些没有实现的方法,封装到一起,到某个
类要使用的时候,在根据具体情况把这些方法写出来。
语法
interface 接口名{
//属性
//方法
// 1.抽象方法
// 2.默认实现方法
// 3.静态方法
}
class 类名 implements 接口{
自己属性;
自己方法;
必须实现的接口的抽象方法；
}
小结:
1.在Jdk7.0前，接口里的所有方法都没有方法体。
2 Jdk8.0后接口类可以有静态方法，默认方法，也就是说接口中可以有方法的具体实现。
接口初体验
例如，在实际开发中，项目经理定义一些接口，由程序员去具体实现。【假设需求是连接数据库】
接口类
public interface DBInterface { //项目经理负责写的
public void connect();//连接方法
public void close();//关闭连接
}
MySQL类
具体去实现项目经理定义的接口
//假设这是A程序员的工作
public class MysqlDB implements DBInterface {
@Override
public void connect() {//改一点名字都不行，必须与接口定义的一样
System.out.println("连接mysql");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("关闭mysql");
}
}
Oracle类
//假设这是B程序员的工作,连接Oracle
public class OracleDB implements DBInterface{
@Override
public void connect() {
System.out.println("连接oracle");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("关闭oracle");
}
}
使用
public class Interface03 {
public static void main(String[] args) {
MysqlDB mysqlDB = new MysqlDB();
t(mysqlDB);
OracleDB oracleDB = new OracleDB();
t(oracleDB);
}
public static void t(DBInterface db) {
db.connect();
db.close();
}
}
=====================================
连接mysql
关闭mysql
连接oracle
关闭oracle
总结
在开发中使用接口可以统一程序员的工作成果，提高效率。
细节与注意事项
1)接口不能被实例化。
- 因为接口本身是希望别的类来实现它，然后再创建实现了接口的具体类的实例
- 因此接口不能实例化
2)接口中所有的方法是public方法。接口中抽象方法可以不用abstract修饰。
3)一个普通类实现接口,就必须将该接口的所有方法都实现。
4)抽象类实现接口，可以不用实现接口的方法。
5)一个类同时可以实现多个接口
//一个类同时可以实现多个接口
class Pig implements IB,IC {
@Override
public void hi() {
}
@Override
public void say() {
}
}
6)接口中的属性只能是final的，而且是public
static final修饰符。
比如:int a=1;
实际上是public static final int a=1;(必须初始
7)接口中属性的访向形式:
接口名.属性名
8)一个接口不能继承其它的类，但是可以继承多个别的接口
//接口不能继承其它的类,但是可以继承多个别的接口
interface ID extends IB,IC {
}
9)接口的修饰符只能是public和默认，这点和类的修饰
符是一样的。
小练习
public class InterfaceExercise01 {
public static void main(String[] args) {
B b = new B();//ok
System.out.println(b.a); //b是对象实例，访问一个public的属性a，没问题，23
System.out.println(A.a); //接口.static类型的属性，没问题，23
System.out.println(B.a); //B实现了A接口，因此可以使用接口中的属性，没问题，23
}
}
interface A {
int a = 23; //接口中的属性等价于 public static final int a = 23;
}
class B implements A {//A接口没有抽象方法，因此此处语法正确
}
接口与继承
简单来说，接口是对Java单继承机制的一种补充
看下面的例子
LittleMonkey通过继承父类Monkey得到了climbing()方法
再通过接口，实现了swimming()和flying()。无形之中拓展了LittleMonkey的功能
public class ExtendsVsInterface {
public static void main(String[] args) {
LittleMonkey wuKong = new LittleMonkey("悟空");
wuKong.climbing();
wuKong.swimming();
wuKong.flying();
}
}
//猴子
class Monkey {
private String name;
public Monkey(String name) {
this.name = name;
}
public void climbing() {
System.out.println(name + " 会爬树...");
}
public String getName() {
return name;
}
}
//接口
interface Fishable {
void swimming();
}
interface Birdable {
void flying();
}
//继承
//小结: 当子类继承了父类，就自动的拥有父类的功能
// 如果子类需要扩展功能，可以通过实现接口的方式扩展.
// 可以理解 实现接口 是 对java 单继承机制的一种补充.
class LittleMonkey extends Monkey implements Fishable,Birdable {
public LittleMonkey(String name) {
super(name);
}
@Override
public void swimming() {
System.out.println(getName() + " 通过学习，可以像鱼儿一样游泳...");
}
@Override
public void flying() {
System.out.println(getName() + " 通过学习，可以像鸟儿一样飞翔...");
}
}
- 接口和继承解决的问题不同
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，设计好各种规范(方法)，让其它类去实现这些方法。- 接口比继承更加灵活
接口比继承更加灵活，继承是满足 is - a 的关系【如猫是动物】， 而接口只需满足 like - a 的关系【如猴子像人】接口在一定程度上实现代码解耦
接口多态特性
多态数组
定义一个接口以及对应的实现接口的类
interface Usb{
void work();
}
class Phone_ implements Usb {
public void call() {
System.out.println("手机可以打电话...");
}
@Override
public void work() {
System.out.println("手机工作中...");
}
}
class Camera_ implements Usb {
@Override
public void work() {
System.out.println("相机工作中...");
}
}
在main方法中
public class InterfacePolyArr {
public static void main(String[] args) {
//多态数组 -> 接口类型数组
Usb[] usbs = new Usb[2];
usbs[0] = new Phone_();
usbs[1] = new Camera_();
/*
给Usb数组中，存放 Phone 和 相机对象，Phone类还有一个特有的方法call（），
请遍历Usb数组，如果是Phone对象，除了调用Usb 接口定义的方法外，
还需要调用Phone 特有方法 call
*/
for(int i = 0; i < usbs.length; i++) {
usbs[i].work();//动态绑定机制
//和前面一样，我们仍然需要进行类型的向下转型，即类型判断
//因为接口类型数组中有不同的类型【Phone和Camera】
if(usbs[i] instanceof Phone_) {//判断他的运行类型是 Phone_
((Phone_) usbs[i]).call();
}
}
}
}
多态参数
public class InterfacePolyParameter {
public static void main(String[] args) {
//接口的多态体现
//接口类型的变量 if01 可以指向 实现了IF接口类的对象实例
IF if01 = new Monster();//IF if01 = new IF();是错误的
if01 = new Car();
//继承体现的多态
//父类类型的变量 a 可以指向 继承AAA的子类的对象实例
AAA a = new BBB();
a = new CCC();
}
}
interface IF {}
class Monster implements IF{}
class Car implements IF{}
class AAA {
}
class BBB extends AAA {}
class CCC extends AAA {}
接口多态传递
展示多态传递现象
/**
* 演示多态的传递
*/
public class InterfacePolyPass {
public static void main(String[] args) {
//接口类型的变量可以指向，实现了该接口的类的对象实例
IG ig = new Teacher();
//如果IG 继承了 IH 接口，而Teacher 类实现了 IG接口
//那么，实际上就相当于 Teacher 类也实现了 IH接口.
//这就是所谓的 接口多态传递现象.
IH ih = new Teacher();
}
}
interface IH {
void hi();
}
interface IG extends IH{ }
class Teacher implements IG {
@Override
public void hi() {
}
}
接口练习题
代码有没有错误,有错误就改，改好后，看输出?
interface A{
int x = 0; }//等价public static final int x=0
class B{
int x = 1;}
class C extends B implements A {
public void pX(){
System.out.printin(x);//没有指明是父类的x还是接口的x，编译器会报错
public static void main(String[] args) {
new C().pX();
}
}
修改后
public class InterfaceExercise02 {
public static void main(String[] args) {
}
}
interface A {
int x = 0;
} //想到 等价 public static final int x = 0;
class B {
int x = 1;
} //普通属性
class C extends B implements A {
public void pX() {
//System.out.println(x); //错误，原因不明确x
//可以明确的指定x
//访问接口的 x 就使用 A.x
//访问父类的 x 就使用 super.x
System.out.println(A.x + " " + super.x);
}
public static void main(String[] args) {
new C().pX();
}
}
至此，类的五大成员已经学习了4个
即：
- 属性
- 方法
- 构造器
- 代码块
还差一个难点：**内部类
