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初始Java篇(JavaSE基础语法)(7)抽象类和接口(上)

8 人参与  2024年05月09日 10:35  分类 : 《随便一记》  评论

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抽象类 

抽象类的概念: 

抽象类语法

抽象类特性 

抽象类的作用

接口 

接口的概念:

语法规则

接口使用

接口特性


抽象类 

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,这样的类就是抽象类。

例如:有一个Animal类其中只有一个bark方法,但是没有具体实现逻辑,那么我们就把这个类称为抽象类。如下图所示:

 至于为什么可以这样设计呢?因为Animal是动物类,但是又不是一个具体的动物,因此其内部的bark方法就无法具体实现。如果是狗类的话,就可以汪汪汪,如果是猫类的话,就可以喵喵喵。

像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个 抽象方法(abstract method), 包含抽象方法的类我们称为 抽象类(abstract class)

抽象类语法

在Java中,一个类如果被 abstract 修饰就称为抽象类,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方法体。

// 抽象类的定义格式// 访问限定修饰符 abstract class 类名public abstract class Test {    //……}// 抽象方法的定义格式// abstract 访问限定修饰符 返回值 方法名(参数列表)abstract public void bark() {    //……}

抽象类特性 

1. 抽象类不能直接实例化对象。

2. 抽象方法不能是 private 的 。

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 修饰子类。

abstract class Animal {    abstract public void bark();}abstract class Cat extends Animal {    abstract public void run();}class LittleFlowerCatCat extends Cat {    //既要重写父类(不一定是直系)的所有抽象方法    //重写Animal的抽象方法    @Override    public void bark() {        System.out.println("miaomiao");    }    //重写Cat的抽象方法    @Override    public void run() {        System.out.println("papa");    }}

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。 

抽象类的作用

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。有小伙伴会质疑:普通的类也可以被继承呀,普通的方法也可以被重写呀。为啥非得用抽象类和抽象方法呢? 确实如此。但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验。使用抽象类的场景就如上面的代码,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。但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题。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,不就相当于常量嘛? 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。

接口 

接口的概念:

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。

通过上述例子可以看出: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。

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。

interface 接口名 {    // 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,推荐方式4,代码更简洁}

接口前面也可以加访问限定修饰符。

注意:

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(也就是不要加上public abstract),保持代码的简洁性。

接口使用

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。

interface ITest{    // 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,代码更简洁}//        类        实现      接口 class TestDrive implements ITest {    //重写接口中所有的抽象方法        //因为接口中的抽象方法都是由public修饰,因此的方法都是要由public修饰    @Override    public void method1() {        System.out.println("重写method1这个抽象方法");    }    @Override    public void method2() {        System.out.println("重写method2这个抽象方法");    }    @Override    public void method3() {        System.out.println("重写method3这个抽象方法");    }    @Override    public void method4() {        System.out.println("重写method3这个抽象方法");    }} 

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。 

练习: 请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子 1. USB接口:包含打开设备、关闭设备功能 2. 笔记本类:包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能 3. 鼠标类:实现USB接口,并具备点击功能 4. 键盘类:实现USB接口,并具备输入功能。

思路:创建一个USB的接口,分别写上打开和关闭 USB设备的抽象方法,再分别由鼠标类和键盘类实现,最后创建一个电脑类,写一个使用USB设备的方法即可。

//创建一个USB接口interface USB {    //打开设备和关闭设备的功能    void open();    void close();}//鼠标类class Mouse implements USB{    //实现USB接口    public void open() {        System.out.println("打开鼠标,开始点击!");    }    public void close() {        System.out.println("关闭鼠标,结束点击!");    }    //实现点击功能    public void click() {        System.out.println("正在疯狂点击鼠标~");    }}//键盘类class KeyBoard implements USB {    //实现USB接口    public void open() {        System.out.println("打开键盘,开始敲击!");    }    public void close() {        System.out.println("关闭键盘,结束敲击!");    }    //实现敲击功能    public void strike() {        System.out.println("疯狂敲键盘~");    }}//创建一个电脑类class Computer {    //开机和关机的功能    public void open() {        System.out.println("打开电脑,开始工作!");    }    public void close() {        System.out.println("关闭电脑,结束工作!");    }    //使用USB设备    public void useDrive(USB usb) {        //打开USB设备        usb.open();        //判断是那个设备打开的USB        if (usb instanceof Mouse) {            //运行鼠标            //只有Mouse才有click方法,因此要强制类型转换            ((Mouse) usb).click();        }else if (usb instanceof KeyBoard) {            //运行键盘            //只有KeyBoard才有Strike方法,因此要强制类型转换            ((KeyBoard) usb).strike();        }        //关闭USB设备        usb.close();    }}public class TestUsb {    public static void main(String[] args) {        //创建一个电脑对象        Computer computer = new Computer();        //创建一个鼠标对象        Mouse mouse = new Mouse();        //创建一个键盘对象        KeyBoard keyboard = new KeyBoard();        //开始使用电脑        computer.open();        //开始使用鼠标        computer.useDrive(mouse);        //开始使用键盘        computer.useDrive(keyboard);        //关闭电脑        computer.close();    }}

这里介绍一个关键字 instanceof 。

功能:用来判断一个对象是否属于某个类或其子类的实例,或者是实现了某个接口。instanceof 键字会返回一个布尔值,如果对象确实是指定类的实例(或者位于该类的继承链上),那么返回true;否则,返回false。

语法规则:

object instanceof ClassName

其中,object 是要检查的对象,而 ClassName 是你想确认的类名(也可以是接口名)。这在需要检查对象的实际类型时特别有用,尤其是在进行类型转换之前,以确保转换是安全的,避免抛出ClassCastException 异常。

在上面那个代码中的用处就是判断usb是否是Mouse或KeyBoard的实例。 

接口特性

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(重写接口中的抽象方法)。

4. 重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限,只能是public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,即常量。

注意:接口中的成员变量因为都有final修饰,即常量,因此就要有初始值,否则就会报错。

6. 接口中不能有静态代码块、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(以后的版本)中新增:接口中还可以包含default方法。 

 那么这个有什么用途呢?被default修饰的方法可以有方法体。

interface ITest {    //正常抽象方法    void method1();    //被default修饰的抽象方法    default public void method2(){        System.out.println("被default修饰的方法,可以有方法体");    }}public class Test implements ITest{    public void method1(){        System.out.println("重写method1方法");    }    public static void main(String[] args) {        Test test = new Test();        test.method1();        test.method2();    }}

 好啦!本期初始Java篇(JavaSE基础语法)(7)抽象类和接口(上)的学习之旅就到此结束啦!我们下一期再一起学习吧!


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