Java之抽象类和接口

不坚强给谁看

一、抽象类1.抽象类概念 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，比如动物类。没有实际工作的方法,我们可以把它设计成一个抽象方法，包含抽象方法的类我们称为抽象类。2.抽象类语法在Java中，一个类如果被abstract修饰称为抽象类，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：被abstract修饰的类publicabstractclassShape{//抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体abstractpublicvoiddraw();abstractvoidcalcArea();//抽象类也是类，也可以增加普通方法和属性publicdoublegetArea(){returnarea;}protecteddoublearea;//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. 抽象类特性1.抽象类不能直接实例化对象Shapeshape=newShape();//编译出错Error30,23)java:Shape是抽象的;无法实例化2.抽象方法不能被final和static和private修饰，因为抽象方法要被子类重写publicabstractclassShape{abstractprivatevoiddraw();abstractfinalvoidmethodA();abstractpublicstaticvoidmethodB();}//编译报错：//Error19,27)java:非法的修饰符组合:abstract和private//Error20,25)java:非法的修饰符组合:abstract和final//Error21,33)java:非法的修饰符4.抽象类就是用来被继承的，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也必须是抽象类//抽象类：被abstract修饰的类abstractpublicclassShape{//抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体abstractpublicvoiddraw();}classXextendsShape{@Overridepublicvoiddraw(){}}//这里不要重写抽象方法abstractclassBextendsShape{abstractpublicvoidshope();}//下面补充了抽象方法（欠的债始终要还的）classCextendsB{@Overridepublicvoiddraw(){}@Overridepublicvoidshope(){}}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4. 抽象类的作用使用抽象类相当于多了一重编译器的校验,我们多态中应该已经知道了父类其实没有多大作用，经常当作抽象类使用，使用抽象类的场景好比多态，实际工作不应该由父类完成,而应由子类完成.那么此时如果不重写抽象方法，将报错。二、接口基础1.接口的概念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。而如果有一个动物父类，他的子类就只能写动物，不够灵活。并且不是所有动物会飞会游泳会跑，所以不好在父类中写这些方法（语法没问题，但语义出现问题）。所以我们提供接口，只要会飞，不管你是不是动物。更加灵活。而且可以多实现。2.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，就定义了接口。publicinterface接口名称{//抽象方法publicabstractvoidmethod1();//publicabstract是固定搭配，可以不写publicvoidmethod2();abstractvoidmethod3();voidmethod4();//注意：在接口中上述写法都是抽象方法，更推荐方式4，代码更简洁}3.接口使用1.接口不能直接使用，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publicclass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。例题：请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子//USB接口publicinterfaceUSB{voidopenDevice();voidcloseDevice();}//鼠标类，实现USB接口classMouseimplementsUSB{@OverridepublicvoidopenDevice(){System.out.println("打开鼠标");}@OverridepublicvoidcloseDevice(){System.out.println("关闭鼠标");}publicvoidclick(){System.out.println("鼠标点击");}}//键盘类，实现USB接口classKeyBoardimplementsUSB{@OverridepublicvoidopenDevice(){System.out.println("打开键盘");}@OverridepublicvoidcloseDevice(){System.out.println("关闭键盘");}publicvoidinPut(){System.out.println("键盘输入");}}//笔记本类：使用USB设备classComputer{publicvoidpowerOn(){System.out.println("打开笔记本电脑");}publicvoidpowerOff(){System.out.println("关闭笔记本电脑");}publicvoiduseDevice(USBusb){usb.openDevice();if(usbinstanceofMouse){Mousemouse=(Mouse)usb;mouse.click();}elseif(usbinstanceofKeyBoard){KeyBoardkeyBoard=(KeyBoard)usb;keyBoard.inPut();}usb.closeDevice();}}classTestUSB{publicstaticvoidmain(String[]args){Computercomputer=newComputer();computer.powerOn();//使用鼠标设备computer.useDevice(newMouse());//使用键盘设备computer.useDevice(newKeyBoard());computer.powerOff();}}//输出结果打开笔记本电脑打开鼠标鼠标点击关闭鼠标打开键盘键盘输入关闭键盘关闭笔记本电脑4.接口特征1.接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象publicclassTestUSB{publicstaticvoidmain(String[]args){USBusb=newUSB();}}//Error10,19)java:day20210915.USB是抽象的;无法实例化2.接口中每一个方法都是public的方法,即接口中的方法会被隐式的指定为publicabstract（只能是publicabstract，其他修饰符都会报错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publicinterfaceUSB{voidopenDevice();//编译失败：因为接口中的方式默认为抽象方法//Error5,23)java:接口抽象方法不能带有主体voidcloseDevice(){System.out.println("关闭USB设备");}}4.在子类重写接口中方法时，只能为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publicstaticfinal静态常量6.接口中不能有代码块和构造方法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.class8.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后：接口中还可以包含default方法和静态方法。这两个方法可以有方法体。即可以实现方法了。publicinterfaceMyInterface{//抽象方法voidabstractMethod();//默认方法defaultvoiddefaultMethod(){System.out.println("Thisisadefaultmethod.");}//静态方法staticvoidstaticMethod(){System.out.println("Thisisastaticmethod.");}}三、多接口1.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.classAnimal{protectedStringname;publicAnimal(Stringname){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".interfaceIFlying{voidfly();}interfaceIRunning{voidrun();}interfaceISwimming{voidswim();}接下来我们创建几个具体的动物猫,是会跑的.classCatextendsAnimalimplementsIRunning{publicCat(Stringname){super(name);}@Overridepublicvoidrun(){System.out.println(this.name+"正在用四条腿跑");}}鱼,是会游的.classFishextendsAnimalimplementsISwimming{publicFish(Stringname){super(name);}@Overridepublicvoidswim(){System.out.println(this.name+"正在用尾巴游泳");}}青蛙,既能跑,又能游(两栖动物)classFrogextendsAnimalimplementsIRunning,ISwimming{publicFrog(Stringname){super(name);}@Overridepublicvoidrun(){System.out.println(this.name+"正在往前跳");}@Overridepublicvoidswim(){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。鸭子会飞会跑会游泳classDuckextendsAnimalimplementsIRunning,ISwimming,IFlying{publicDuck(Stringname){super(name);}@Overridepublicvoidfly(){System.out.println(this.name+"正在用翅膀飞");}@Overridepublicvoidrun(){System.out.println(this.name+"正在用两条腿跑");}@Overridepublicvoidswim(){System.out.println(this.name+"正在漂在水上");}}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.因为多继承带来的菱形问题，我们出现了接口，当类要共享代码时或者有is-a关系用继承，当一个类要实现多个不同的功能时，用接口。2.接口间的继承接口可以继承一个接口,达到扩展的效果.使用extends关键字.接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.interfaceIRunning{voidrun();}interfaceISwimming{voidswim();}//两栖的动物,既能跑,也能游interfaceIAmphibiousextendsIRunning,ISwimming{}classFrogimplementsIAmphibious{...}四、常用接口实例java标准库中提供了多种默认接口。1.比较引用类型时可以使用comparable接口，位于java.long包中，这个包是由虚拟机自动导入的，故使用该接口时不需要显示引用包名。该接口中有一个comparto方法（观察源码知道该方法只是说明要一个参数，本身不能比较，故要重写该方法）publicclassStudentsimplementsComparable{publicStringname;publicintage;publicStudents(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicintcompareTo(Studentso){//重写comparto方法，若返回正数students大于students1，相等返回0，小于返回负数returnthis.age-o.age;}publicstaticvoidmain(String[]args){Studentsstudents=newStudents("huihuang",3);Studentsstudents1=newStudents("zuihuang",4);//System.out.println(students>students1);//引用类型不能直接比较System.out.println(students.compareTo(students1));}}//输出结果-1以上接口的缺点是我们如果要按里面名字进行比较，要写一个comparto方法替换原来的，如果有用户用你这个代码，你修改了，这会出问题。2.比较引用类型时可以使用comparator接口，该接口在importjava.util.Comparator类包中，该接口有一个compar方法（观察源码知道该方法只是说明要两个参数，本身不能比较，故要重写该方法）importjava.util.Comparator;publicclassStudent{publicStringname;publicintage;publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}}classAgeComparatorimplementsComparator{//比较age@Overridepublicintcompare(Studento1,Studento2){returno1.age-o2.age;}}classS{publicstaticvoidmain(String[]args){Studentstudents=newStudent("huihuang",3);Studentstudents1=newStudent("zuihuang",4);AgeComparatorageComparator=newAgeComparator();System.out.println(ageComparator.compare(students,students1));}}//输出结果-1如果要根据name比较呢，引用类型不能直接减，所以我们String类中实现了Comparable接口，并重写了compareTo方法。String类的compareTo方法用于比较两个字符串的大小，compareTo方法的实现比较两个字符串中的字符，从第一个字符开始，如果当前字符小于参数字符串中的对应字符，则返回一个负数；如果当前字符大于参数字符串中的对应字符，则返回一个正数；如果当前字符等于参数字符串中的对应字符，则继续比较下一个字符，直到找到不相等的字符或者其中一个字符串结束。如果两个字符串相等，则返回0。见以下代码......classNameComparatorimplementsComparator{@Overridepublicintcompare(Studento1,Studento2){//String自己重写的compareTo方法returno1.name.compareTo(o2.name);}}NameComparatornameComparator=newNameComparator(）;System.out.println(ageComparator.compare(students,students1));//其他部分同以上代码，这里根据name比较，同时这里省略了部分代码2.借助comparable接口和comparator接口（比较器）给引用数组排序，在数组里面讲过给整型数组排序用Arrays.sort方法。给引用数组排序时，一定要指定根据什么排序。观察源码知道sort方法里面调用了compareTo方法，故比较的类要实现comparable接口。通过该方法比较大小后进行排序（底层源码就不深究了）。compareTo方法根据什么比较，我们就根据这个排序。见以下代码importjava.util.Arrays;importjava.util.Comparator;publicclassStudentimplementsComparable{publicStringname;publicintage;publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Student{"+"name='"+name+'\''+",age="+age+'}';}publicintcompareTo(Studento){//System.out.println("===fdsfsafdsafdsafdsafdsafdsafsafdsafa");returnthis.age-o.age;}}classS{publicstaticvoidmain(String[]args){Student[]students=newStudent[3];students[0]=newStudent("zhangsan",10);students[1]=newStudent("lisi",4);students[2]=newStudent("abc",5);System.out.println("排序前："+Arrays.toString(students));Arrays.sort(students);System.out.println("排序后："+Arrays.toString(students));}}//输出结果排序前：[Student{name='zhangsan',age=10},Student{name='lisi',age=4},Student{name='abc',age=5}]排序后：[Student{name='lisi',age=4},Student{name='abc',age=5},Student{name='zhangsan',age=10}]如果我们要用比较器呢，sort有许多重载方法，我们可以再传一个实现比较器的方法对象名，见以下代码importjava.util.Arrays;importjava.util.Comparator;publicclassStudent{publicStringname;publicintage;publicStudent(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Student{"+"name='"+name+'\''+",age="+age+'}';}}classAgeComparatorimplementsComparator{@Overridepublicintcompare(Studento1,Studento2){returno2.age-o1.age;}}classNameComparatorimplementsComparator{@Overridepublicintcompare(Studento1,Studento2){//String自己重写的compareTo方法returno1.name.compareTo(o2.name);}}classS{publicstaticvoidmain(String[]args){Student[]students=newStudent[3];students[0]=newStudent("zhangsan",10);students[1]=newStudent("lisi",4);students[2]=newStudent("abc",5);AgeComparatorageComparator=newAgeComparator();System.out.println("根据age进行排序");System.out.println("排序前："+Arrays.toString(students));Arrays.sort(students,ageComparator);System.out.println("排序后："+Arrays.toString(students));NameComparatornameComparator=newNameComparator();System.out.println("根据name进行排序");System.out.println("排序前："+Arrays.toString(students));Arrays.sort(students,nameComparator);System.out.println("排序后："+Arrays.toString(students));}}//输出结果根据age进行排序排序前：[Student{name='zhangsan',age=10},Student{name='lisi',age=4},Student{name='abc',age=5}]排序后：[Student{name='zhangsan',age=10},Student{name='abc',age=5},Student{name='lisi',age=4}]根据name进行排序排序前：[Student{name='zhangsan',age=10},Student{name='abc',age=5},Student{name='lisi',age=4}]排序后：[Student{name='abc',age=5},Student{name='lisi',age=4},Student{name='zhangsan',age=10}]3.在浅拷贝与深拷贝中使用cloneable接口,该接口没有任何方法，仅仅表示实现他的类可以被克隆，此时该类就可以调用object类中的clone()方法了，该类自动导入包，不需要显示化导入包，拷贝方法返回值是一个object类，因为该方法修饰限定符是保护类型，故只能间接通过重写clone()方法调用super。点击鼠标右键，选择“Generate”选项，接着选择overridemethods，再选中clone()方法，IDE会根据类中的字段自动生成以下代码protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{returnsuper.clone();}该默认代码只能实现浅拷贝，如果要用深拷贝。我们要对默认拷贝方法进行修改。先实现浅拷贝：拷贝方法只能拷贝引用指向的对象，如果有对象引用指向了另外一个对象，该对象要拷贝的话只能用深拷贝。classMoney{publicdoublem=19.9;}classPersonimplementsCloneable{publicStringname;publicintage;publicMoneymoney=newMoney();publicPerson(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{returnsuper.clone();//拷贝方法是保护的，故只能通过super访问，而super在main中只能间接访问}}classTest{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsCloneNotSupportedException{Personperson=newPerson("张三",10)ersonperson2=(Person)person.clone();//拷贝方法返回值是一个object类，故要强制转换System.out.println("person"+person.money.m);System.out.println("person2"+person2.money.m);System.out.println("===========");person.money.m=99.99;System.out.println("person"+person.money.m);System.out.println("person2"+person2.money.m);}}//输出结果person19.9person219.9===========person99.99person299.99以上代码在克隆person但是我没看到你克隆money，那么怎么克隆呢？用深拷贝。如果有对象引用指向了一个另外对象，该对象要拷贝的话只能用深拷贝。我们要对默认拷贝方法进行修改classMoneyimplementsCloneable{publicdoublem=19.9;protectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{returnsuper.clone();}}classPersonimplementsCloneable{publicStringname;publicintage;publicMoneymoney=newMoney();publicPerson(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverrideprotectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{Persontmp=(Person)super.clone();tmp.money=(Money)this.money.clone();returntmp;}}classTest{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsCloneNotSupportedException{Personperson=newPerson("张三",10)ersonperson2=(Person)person.clone();//cloneSystem.out.println("person"+person.money.m);System.out.println("person2"+person2.money.m);System.out.println("===========");person.money.m=99.99;System.out.println("person"+person.money.m);System.out.println("person2"+person2.money.m);}}//输出结果person19.9person219.9===========person99.99person219.9五、 抽象类和接口的区别核心区别: 子类必须重写所有的抽象方法，抽象类不需要再次提醒:抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验,像Animal这样的类我们并不会直接使用,而是使用它的子类六、Object类Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。Objectobj=newPerson()；//向上转型Object类也存在有定义好的一些方法，对于整个Object类中的方法需要实现全部掌握。本小节当中，我们主要来熟悉这几个方法：toString()方法，equals()方法,clone()方法(上面写了)1.toString()方法因为以下源码，如果不重写，会输出一个地址。//Object类中的toString()方法实现：publicStringtoString(){returngetClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashCode());}在Java中，当你使用System.out.println()或System.out.print()输出一个对象时这是因为这些输出方法期望接收一个String类型的参数，但是你可以传递任何类型的对象，Java会自动调用该对象的toString()方法来转换它。下面是重写方案（通过技巧快速重写），重写后不再输出地址，classPersonimplementsCloneable{publicStringname;publicintage;publicMoneymoney=newMoney();publicPerson(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@OverridepublicStringtoString(){return"Person{"+"name='"+name+'\''+",age="+age+'}';}2.equals()方法以下是Object中equals()方法源码publicclassObject{publicbooleanequals(Objectobj){return(this==obj);}//...其他方法...}该方法返回值是object类型，比较的是两个对象的地址。点击鼠标右键，选择“Generate”选项，接着选择equals和hashCode方法。IDE会根据类中的字段自动生成以下代码importjava.util.Objects;@Overridepublicbooleanequals(Objecto){if(this==o)returntrue;if(o==null||getClass()!=o.getClass())returnfalseersonperson=(Person)o;returnage==person.age&Objects.equals(name,person.name);}@OverridepublicinthashCode(){returnObjects.hash(name,age);}以上代码导入了Objects这个类，他里面也有一个toString方法，可以比较字符串是否相同以上代码导入了Objects这个类，他里面也有一个equals方法，可以比较字符串是否相同，Objects.equals(name,name2);然而String类自己提供了equals方法来比较字符串是否相同name.equals(name2);再Arrays这个类提供了equals方法来比较数组是否相同例题：比较两个引用对象importjava.util.Objects;classPersonimplementsCloneable{publicStringname;publicintage;publicPerson(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}@Overridepublicbooleanequals(Objecto){if(this==o)returntrue;if(o==null||getClass()!=o.getClass())returnfalseersonperson=(Person)o;returnage==person.age&Objects.equals(name,person.name);}@OverridepublicinthashCode(){returnObjects.hash(name,age);}}classTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Personperson=newPerson("张三",10)ersonperson1=newPerson("张三",10);//System.out.println(person==person1);//这里会比较地址System.out.println(person.equals(person1));}}//输出结果true3.clone()方法浅拷贝那里讲了，这里就不讲了。