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「Java SE」抽象类和接口

智云科技 发布于 2023年1月17日 评论关闭 阅读(92)

什么是抽象类？

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，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，那么这样的类称为 抽象类 。

如何构造出一个抽象类？

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
public abstract class Shape {

    protected double area;
    abstract public  void  draw();//抽象方法
    public double getarea(){//普通方法
        return area;
    }

}

注：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 。

抽象类有哪些特性？

1. 抽象类不能直接实例化对象

2.抽象方法不能是 private 的

注意：抽象方法没有加访问限定符时，默认是public.

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

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

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

7.抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类.，然后让子类重写抽象类中的抽象方法。

问题：普通类也能被继承，普通方法也能被重写，为什么要用抽象类和抽象方法呢？

通常在使用抽象类的场景中实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的。但是父类是抽象类由于抽象类不能实例化就会报错, 让我们尽早发现问题。

什么是接口？

Java接口 是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合 ，一个接口只有方法的特征没有方法的实现 ，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

接口可以理解为一种特殊的类，里面全部是由全局常量和公共的抽象方法所组成。 接口是解决Java无法使用多继承的一种手段 ，但是接口在实际中更多的作用是制定标准的。或者我们可以直接把接口理解为100%的抽象类， 即接口中的方法必须全部是抽象方法。（ jdk 1.8前）

如何实现一个接口？

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。 

 //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 USB {

    public abstract void method1();// public abstract 是固定搭配，可以不写

    void method2();// public abstract 是固定搭配，可以不写

}

注意：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 

 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。

下面实现一个简单的USB接口： 

 public interface USB {

 void OpenDevice();

 void CloseDevice();

}

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");
    }
}


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");
    }
}

public class Computer implements USB{
    @Override
    public void OpenDevice() {
        System.out.println("打开电脑");
    }

    @Override
    public void CloseDevice() {
        System.out.println("关闭电脑");
    }

    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();

    }
}

接口有哪些特性？

1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象。

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。

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。

4. 重写接口中方法时，不能使用default访问权限修饰。

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。

6. 接口中不能有静态代码块和实例代码块和构造方法。

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.class

8. 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中：接口中还可以包含default方法

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。

如何去实现多个接口？ 

 //定义一个动物类

class Animal{
    protected String name;

    public Animal(String name){
        this.name=name;
    }

}

//下面提供一些有关动物的接口

interface IRunning{

    void run();
}

interface ISwimming{
    void swim();

}

interface Iflying{
    void fly();
}

//猫会跑

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

    @Override
    public void run() {

        System.out.println(name+"正在跑");

    }
}
//鱼会游泳

class Fish extends Animal implements ISwimming{

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

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

//天鹅会跑，会游泳，会飞

class Swan extends Animal implements IRunning,ISwimming,Iflying{


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

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name+"正在跑");

    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(name+"正在游泳");

    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(name+"正在飞");

    }
}

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。

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。

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。 

 public static void walk(IRunning running){
        running.run();

    }

在这个 walk 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 class Test {
    public static void walk(IRunning running){
        running.run();

    }
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat=new Cat("咪咪");
        walk(cat);

    }

}  

 class Robot extends Animal implements IRunning{

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

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "正在跑");

    }
}
public class Test {
    public static void walk(IRunning running){
        running.run();

    }
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat=new Cat("咪咪");
        walk(cat);
        walk(new Robot("大白"));
    }

}

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。

如何实现接口间的继承 

 //把IRunning,ISwimming,Iflying全部继承到IAction上

interface IAction extends IRunning,ISwimming,Iflying{

}

class Swan extends Animal implements IAction {


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

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "正在跑");

    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(name + "正在游泳");

    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(name + "正在飞");

    }
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
       Swan swan=new Swan("白白");
       swan.run();
       swan.swim();
       swan.fly();

    }

}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。

抽象类和接口的区别：

（1）抽象类可以有构造方法，接口中不能有构造方法。

（2）抽象类中可以有普通成员变量，接口中没有普通成员变量。

（3）抽象类中可以包含 静态方法 ，接口中不能包含静态方法。

（4） 一个类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。

（5）接口可以被多重实现，抽象类只能被单一继承。

（6）如果抽象类实现接口，则可以把接口中方法映射到抽象类中作为抽象方法而不必实现，而在抽象类的子类中实现接口中方法。

接口和抽象类的相同点：

(1) 都可以被继承。

(2) 都不能被实例化。

(3) 都可以包含方法声明。

(4) 派生类必须实现未实现的方法。

何为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。 

 public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {

        fun1(new A());
        fun1(new B());
    }
    public static void fun1(Object object){
        System.out.println(object);
    }
}


class A{

}
class B{

}

利用Object类获取对象信息

如果要打印对象中的内容，可以直接 重写Object类中的 toString ()方法 

 class Animal{
    protected String name;

    public Animal(String name){
        this.name=name;
    }

    @Override
    public  String  toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + '\'' +//可以修改
                '}';
    }
}

利用Object类进行对象比较

在Java中，==进行比较时：

a.如果==左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同

b.如果==左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同

c.如果要比较对象中内容，必须

重写Object中的equals方法 ，因为 equals方法 默认也是按照地址比较的 

 //Object类中的equals方法
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj); // 使用引用中的地址直接来进行比较
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat1=new Cat("小白",5);
        Cat cat2=new Cat("小白",5);
        int a=10;
        int b=10;
        System.out.println(a==b);
        System.out.println(cat1==cat2);
        System.out.println(cat1.equals(cat2));

    }
}

class Cat{
    private String name;
    private int age;
    public Cat(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
}

重写equals方法后，然后比较： 

 @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Cat cat = (Cat) o;
        return age == cat.age && name.equals(cat.name);
    }

结论：比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

hashCode 方法

hashcode 方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同

事实上hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在 散列表 中的位置。

我们认为两个名字相同，年龄相同的对象，将存储在同一个位置，如果不重写hashcode()方法 

 public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat1=new Cat("小白",5);
        Cat cat2=new Cat("小白",5);
        System.out.println(cat1.hashCode());
        System.out.println(cat2.hashCode());

    }
}

class Cat{
    private String name;
    private int age;
    public Cat(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }


}

注意事项：两个对象的hash值不一样

像重写equals方法一样，我们也可以重写hashcode()方法。此时我们再来看看。 

 import java.util.Objects;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat1=new Cat("小白",5);
        Cat cat2=new Cat("小白",5);
        System.out.println(cat1.hashCode());
        System.out.println(cat2.hashCode());

    }
}

class Cat{
    private String name;
    private int age;
    public Cat(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

}

哈希值一样。

所以必要情况下我们也要 重写hashcode()方法。

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文章来源：智云一二三科技

文章标题：「Java SE」抽象类和接口

文章地址：https://www.zhihuclub.com/173085.shtml

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