登神长阶 第三阶 抽象类和接口
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目录
🐕🦺 一.抽象类
🐱1.定义及其作用
🦌2.语法
🦙3.特性
🦏4.意义
🦛二.接口
🐀1.定义及其作用
🦦2.语法
🦘3.具体使用
🐰4.特性
🫏5.多个接口的实现
🐻❄️6.接口间的继承
🦊三.抽象类与接口的对比
🗒四.总结与反思
🐕🦺 一.抽象类
🐱1.定义及其作用
定义
抽象类的定义在Java中，通过使用关键字abstract可以定义一个抽象类。抽象类可以包含抽象方法，也可以包含非抽象方法
public abstract class AbstractClass {
// 抽象方法
public abstract void abstractMethod();
// 非抽象方法
public void nonAbstractMethod() {
// 方法实现
}
}
💡说明：
1.矩形，三角形，圆形都是图形，因此和Shape类的惯性应该是继承关系
2.虽然图形Shape中也存在draw的方法，但是由于Shape类并不是具体的图形，因此其内部的draw方法实际上是没有办法实现的
3.由于Shape类没有办法描述一个具体的图形，导致其draw()方法无法具体实现，因此可以将Shape类设计为“抽象类”
- 提供模板: 抽象类可以定义一些通用的逻辑和数据结构，并且通过抽象方法要求子类实现特定的行为，从而提供了一种模板设计方案。
- 封装子类共性: 抽象类可以用于封装子类之间的共同属性和行为，从而提高代码的复用性和可维护性。
- 约束子类行为: 通过定义抽象方法，抽象类可以约束其子类必须实现特定的行为，从而确保了子类的一致性。
🦌2.语法
public abstract class Shape {
// 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
abstract public void draw();
abstract void calcArea();
// 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
}💡 注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法
🦙3.特性
1.抽象类不能被实例化，即不能直接创建抽象类的对象。
Shape shape = new Shape();
// 编译出错
Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; 无法实例化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static4.抽象方法不能是 private 的
abstract class Shape {
abstract private void draw();
}
// 编译出错
Error:(4, 27) java: 非法的修饰符组合: abstract和private5.抽象类可以包含成员变量和非抽象方法的实现。也就是说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
6.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
public abstract class Shape {
// 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
abstract public void draw();
abstract void calcArea();
// 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
}
// 矩形类
public class Rect extends Shape {
private double length;
private double width;
Rect(double length, double width){
this.length = length;
this.width = width;
}
public void draw(){
System.out.println("矩形: length= "+length+" width= " + width);
}
public void calcArea(){
area = length * width;
}
}
// 圆类：
public class Circle extends Shape{
private double r;
final private static double PI = 3.14;
public Circle(double r){
this.r = r;
}
public void draw(){
System.out.println("圆：r = "+r);
}
public void calcArea(){
area = PI * r * r;
}
}
// 三角形类：
public abstract class Triangle extends Shape {
private double a;
private double b;
private double c;
@Override
public void draw() {
System.out.println("三角形：a = "+a + " b = "+b+" c = "+c);
}
// 三角形：直角三角形、等腰三角形等，还可以继续细化
//@Override
//double calcArea(); // 编译失败：要么实现该抽象方法，要么将三角形设计为抽象类
}🦏4.意义
💡 很多语法存在的意义都是为了 "预防出错", 例如我们曾经用过的 final 也是类似，创建的变量用户不去修改, 作为常量， 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们。充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的
🦛二.接口
🐀1.定义及其作用
定义
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
Java中的接口是一种抽象类型，它定义了一组方法的签名但没有提供方法的实现接口使用关键字interface来声明，然后其他类可以通过关键字implements来实现接口中定义的方法。
作用
-
实现多重继承：Java中的类只支持单一继承，但是一个类可以实现多个接口。这使得接口成为实现多重继承的一种途径。
-
规范实现类的行为：接口定义了一组方法的契约，实现接口的类必须提供这些方法的具体实现。这种方式可以规范实现类的行为，确保其拥有特定的方法和行为。
-
松耦合：接口可以帮助实现类与调用方之间实现松耦合。调用方不需要知道实现类的具体细节，只需要知道接口的方法签名即可调用相应的方法。
-
定义常量：接口可以包含常量的定义，这些常量在接口中默认为
public static final，因此可以被实现接口的类直接访问。
🦦2.语法
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，跟推荐方式4（method4（）），代码更简洁
}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.
🦘3.具体使用
public class 类名称 implements 接口名称{
// ...
}💡 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。
package demo1;
//USB接口
public interface IUSB {
void openDevice();
void closeDevice();
}
// 鼠标类，实现USB接口
public class Mouse implements USB {
@Override
public void openDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}@Override
public void closeDevice() {
System.out.println("关闭鼠标");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标点击");
}
}
// 键盘类，实现USB接口
public class KeyBoard implements USB {
@Override
public void openDevice() {
System.out.println("打开键盘");
}
@Override
public void closeDevice() {
System.out.println("关闭键盘");
}
public void inPut(){
System.out.println("键盘输入");
}
}
// 笔记本类：使用USB设备
public class Computer {
public void powerOn(){
System.out.println("打开笔记本电脑");
}
public void powerOff(){
System.out.println("关闭笔记本电脑");
}
public void useDevice(USB usb){
usb.openDevice();
if(usb instanceof Mouse){
Mouse mouse = (Mouse)usb;
mouse.click();
}else if(usb instanceof KeyBoard){
KeyBoard keyBoard = (KeyBoard)usb;
keyBoard.inPut();
}
usb.closeDevice();
}
}
// 测试类：
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();
computer.powerOn();
// 使用鼠标设备
computer.useDevice(new Mouse());
// 使用键盘设备
computer.useDevice(new KeyBoard());
computer.powerOff();
}
}🐰4.特性
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
USB usb = new USB();
}
}
// Error:(10, 19) java: day20210915.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:(4, 18) java: 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:(5, 23) java: 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public5.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public static final 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：Error:(12, 12) java: 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();
}🫏5.多个接口的实现
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：
class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
}另外我们再提供一组接口, 分别表示动物的各种行为：
interface IRunning {
void run();
}
interface ISwimming {
void swim();
}再创建几个具体的动物，进行对比
//猫可以进行奔跑
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");
}
}
//鱼可以在水中游泳
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");
}
}
//青蛙作为两栖动物，同时兼有以上两种物种的行径
class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming {
//注意此处实现多个接口的语法
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");
}
}💡 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。
💡 这样设计的好处在于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.
🐻❄️6.接口间的继承
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 {
...
}💡 接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.
🦊三.抽象类与接口的对比
| No. | 区别 | 抽象类（abstract） | 接口（interface） |
| 1 | 结构组成 |
普通类+抽象方法 | 抽象方法+全局变量 |
| 2 | 权限 | 各种权限 | public |
| 3 | 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 |
| 4 | 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 |
| 5 | 子类限制 | 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 |
🗒四.总结与反思
💡不要灰心，不要绝望，对一切都要乐观，需要有决心——这是最要紧的，有了决心一切困难的事都会变得容易。 ——果戈理
学习了Java中抽象类和接口后，我深刻意识到它们的重要性和灵活性。抽象类能够提供一部分实现，同时又能够定义抽象方法，使得子类必须实现这些方法，从而实现了代码的复用和统一规范。而接口则更加灵活，能够定义一系列方法但不包含任何实现，实现了类之间的松耦合。通过学习抽象类和接口，我不仅对面向对象编程有了更深入的理解，也掌握了更多灵活的代码组织方式，为今后的开发打下了坚实基础。
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