【Java SE语法篇】9.抽象类和接口

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✨专栏:《Java SE语法》

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【Java SE语法篇】9.抽象类和接口,Java,Java SE语法,java,数据库,开发语言

1. 抽象类

1.1 抽象类的概念

在面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是放过来,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

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1.2 抽象类的语法

在Java 中,一个类如果被abstract 修饰的类成为抽象类,抽象类中被abstract 修饰的方法称为抽象方法,抽象方法不用给出具体的实现体。

抽象类的定义格式如下:

abstract class 抽象类名{
    属性;
    
    // 普通方法
    访问权限 返回值类型 方法名称(参数){
        return [返回值];
    }
    
    // 抽象方法,无方法体
    访问权限 abstract 返回值类型 抽象方法名称(参数);
}

从以上格式可以看出,抽象类的定义比普通类多了抽象方法,类的其他功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样

1.3 抽象类的特性

  1. 抽象类不能直接实例化对象

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  2. 抽象方法不能是被 private 修饰的

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

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  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,如果一个非抽象类继承了抽象类,那么这个子类必须实现抽象类中的全部抽象方法。

    abstract class Shape {
        // 抽象方法
        public abstract  void draw();
    }
    
    abstract class A extends Shape {
        public abstract void testA();
    }
    
    class B extends A {
        @Override
        public void testA() {
    
        }
        @Override
        public void draw() {
    
        }
    }
    
  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

2. 接口

接口用来描述类应该做什么,而不指定它们具体应该如何做。一个类可以实现一个或多个接口。有些情况可能要求符合这些接口,主要有这种要求,就可以使用实现了这个接口的类(即实现类)的对象。

2.1 接口的概念

在Java程序设计语言中,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

2.2 接口的语法规则

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 接口名称{
    // 抽象方法
}

注意事项:

  1. 创建接口时,接口的命名一般以大写字母I开头
  2. 接口命名一般使用“形容词”词性的单词。

2.3 接口的使用

接口不能直接被使用,必须有一个"实现类"来实现该接口,实现接口的所有的抽象方法。

public class 类名 interface 接口名称{ // 可以使用,分隔,实现多个接口
    // ...
}

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。

2.4 接口的特性

  1. 接口类型是一种引用类型,但是不能直接new 接口的对象

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  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)

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  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

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  4. 重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限

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  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

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  1. 接口中不能有静态代码块和构造方法(编译错误)

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  2. 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

  3. 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 实现多个接口

在Java中,类和类之间是单继承的,一个类只能有一个父类,即Java中不支持多继承但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物。

abstract public class Animal {
    public 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 IFly {
    void fly();
}

interface IRun {
    void run();
}

interface ISwim {
    void swim();
}

接下来我们创建几个具体的动物:
猫, 是会跑的。

public class Cat extends Animal implements IRun{
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在用四条腿跑");
    }
}

鱼,是会游泳的

public class Fish extends Animal implements ISwim{

    public Fish(String name) {
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳");
    }
}

青蛙,既能跑,又能游泳(两栖动物)

public class Fish extends Animal implements IRun,ISwim{

    public Fish(String name) {
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
    }
    
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳");
    }
}

注意:一个类实现多个接口,每个接口的抽象方法都要实现,否则类必须设置为抽象类

而鸭子即可以飞,又能跑、还可以游泳。

public class Duck extends Animal implements IFly,IRun,ISwim{

    public Duck(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name + "正在用两个翅膀飞");

    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在用两条腿游泳");

    }
}

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口

继承表达的含义是 is-a 语义, 而接口表达的含义是 具有 xxx 特性 .

猫是一种动物,具有跑的特性。

鱼是一种动物,具有游泳的特性。

青蛙是一种,具有跑和游泳的特性。

鸭子是一种动物,具有跑、游泳和飞的特性。

这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型. 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.

例如:现在定义一个方法:testRun

public static void testRun(IRun iRun) {
    iRun.run();
}

在这个testRun方法内部, 我们并不关注到底是哪种动物, 只要参数是会跑的, 就行。

public static void main(String[] args) {
    testRun(new Bird("布谷"));
    testRun(new Duck("唐老鸭"));
    testRun(new Dog("旺财"));
}
// 运行结果
布谷正在用两条腿跑
唐老鸭正在用两条腿跑
旺财正在用四条腿跑

甚至参数可以不是 “动物”, 只要会跑!

class Roboot implements IRun{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("机器人正在用两条腿跑");
    }   
}

public class Test {
    public static void testRun(IRun iRun) {
    iRun.run();
	}
    
    public static void main(String[] args) {
        testRun(new Roboot());
    }
}

// 运行结果
机器人正在用两条腿跑

2.6 接口之间的继承

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.

interface IRun {
    void run();
}

interface ISwim {
    void swim();
}

// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRun,ISwim{
    
}
public class Frog extends Animal 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.

3. 抽象类和接口的区别

抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式. 都需要重点掌握. 同时又要认清两者的区别。

核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。

如之前写的 Animal 例子. 此处的 Animal 中包含一个 name 这样的属性, 这个属性在任何子类中都是存在的. 因此此处的 Animal 只能作为一个抽象类, 而不应该成为一个接口.文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-805347.html

public class Animal {
    public String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}
区别 抽象类 接口
结构组成: 普通类 + 抽象方法 抽象方法 + 静态常量
权限: 各种权限 public
子类使用: 使用extends关键字继承抽象类 使用implements 关键字实现接口
关系: 一个抽象类可以实现若干接口 接口不能继承抽象类,但是接口可以使用extends 关键字继承多个父接口
子类权限: 一个子类只能继承一个抽象类 一个子类可以实现多个接口

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