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Java之包,抽象类,接口

11 人参与  2024年11月06日 08:01  分类 : 《关于电脑》  评论

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目录

导入包

静态导入

将类放入包

常见的系统包

抽象类

语法规则

注意事项:

抽象类的作用

接口

实现多个接口

接口间的继承

接口使用实例

 (法一)实现Comparable接口的compareTo()方法

(法二)实现Comparator比较器的compare()方法

Clonable接口和深拷贝

抽象类和接口的区别


包 (package) 是组织类的一种方式, 使用包的主要目的是保证类的唯一性. 例如 , 你在代码中写了一个 Test 类 . 然后你的同事也可能写一个 Test 类 . 如果出现两个同名的类 , 就会冲突 , 导致代码不能编译通过.
导入包
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用 . 例如
public class Test {    public static void main(String[] args) {        java.util.Date date = new java.util.Date();        // 得到一个毫秒级别的时间戳        System.out.println(date.getTime());   }}
可以使用 java.util.Date 这种方式引入 java.util 这个包中的 Date 类 . 但是这种写法比较麻烦一些 , 可以使用 import 语句导入包 . 如果需要使用 java.util 中的其他类 , 可以使用 import java.util.* 但是我们更建议显式的指定要导入的类名 . 否则还是容易出现冲突的情况 注意事项 : import 和 C++ 的 #include 差别很大 . C++ 必须 #include 来引入其他文件内容 , 但是 Java 不需要 . import 只是为了写代码的时候更方便 . import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using
静态导入

使用 import static 可以导入包中的静态的方法和字段。

import static java.lang.System.*;public class Test {    public static void main(String[] args) {        out.println("hello");   }}

 使用这种方式可以更方便的写一些代码, 例如

import static java.lang.Math.*;public class Test {    public static void main(String[] args) {        double x = 30;        double y = 40;        // 静态导入的方式写起来更方便一些.         // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));        double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));        System.out.println(result);   }}
将类放入包

基础规则

在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中 . 包名需要尽量指定成唯一的名字 , 通常会用公司的域名的颠倒形式 ( 例如 com.bit.demo1 ). 包名要和代码路径相匹配 . 例如创建 com.bit.demo1 的包 , 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码. 如果一个类没有 package 语句 , 则该类被放到一个默认包中 .
常见的系统包
1. java.lang: 系统常用基础类 (String 、 Object), 此包从 JDK1.1 后自动导入。 2. java.lang.reflect:java 反射编程包 ; 3. java.net: 进行网络编程开发包。 4. java.sql: 进行数据库开发的支持包。 5. java.util: 是 java 提供的工具程序包, ( 集合类等 )。  6. java.io:I/O 编程开发包。
抽象类
语法规则
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)。 abstract class Shape {         abstract public void draw(); } 在 draw 方法前加上 abstract 关键字 , 表示这是一个抽象方法 . 同时抽象方法没有方法体 ( 没有 { }, 不能执行具体代码). 对于包含抽象方法的类 , 必须加上 abstract 关键字表示这是一个抽象类 .

总结 

1.抽象类是被abstract修饰的
2.被abstract修饰的方法称为抽象方法,该方法可以没有具体的实现。

3.当一个类中含有抽象方法的时候,该类必须使用abstract修饰

4.抽象类当中可以有和普通类一样的成员变量和一样的成员方法

5.抽象类是不可以被实例化的。
6.抽象类既然不能实例化对象那么要抽象类干什么???就是为了被继承。
7.当一个普通的类继承了这个抽象类之后,这个普通类一定要重写这个抽象类当中所有的抽象方法。

8.final和abstract是不同同时存在的,抽象方法不能被private和static修饰!
9.当一个抽象类A不想被一个普通类B继承,此时可以把B这个类变成抽象类,那么再当一个普通类C继承这个抽象类B之后,C要重写B和A里面所有的抽象方法。 

注意事项:
1) 抽象类不能直接实例化
Shape shape = new Shape(); // 编译出错Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; 无法实例化
2) 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private
3) 抽象类中可以包含其他的非抽象方法 , 也可以包含字段 . 这个非抽象方法和普通方法的规则都是一样的 , 可以被重写 , 也可以被子类直接调用
abstract class Shape {  abstract public void draw();      void func() {      System.out.println("func");  } } class Rect extends Shape {      ... } public class Test {  public static void main(String[] args) {      Shape shape = new Rect();      shape.func();  } } // 执行结果func

4)抽象类不一定有抽象方法,但有抽象方法的类一定是抽象类。

5)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
抽象类存在的最大意义就是为了被继承 . 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 .
接口
接口是抽象类的更进一步 . 抽象类中还可以包含非抽象方法 , 和字段 . 而接口中包含的方法都是抽象方法 , 字段只能包含静态常量。 语法规则
interface IShape {      void draw(); } class Cycle implements IShape {      @Override      public void draw() {          System.out.println("○");      } } public class Test {      public static void main(String[] args) {          IShape shape = new Rect();          shape.draw();      } }
1.使用 interface 定义一个接口 2.接口中的方法一定是抽象方法 , 因此可以省略 abstract 3.接口中的方法一定是 public, 因此可以省略 public 4.Cycle 使用 implements 继承接口 . 此时表达的含义不再是 " 扩展 ", 而是 " 实现 " 5.在调用的时候同样可以创建一个接口的引用 , 对应到一个子类的实例 . 6.接口不能单独被实例化

接口中只能包含抽象方法. 对于字段来说, 接口中只能包含静态常量(final static).

interface IShape {      void draw();      public static final int num = 10; }

 其中的 public, static, final 的关键字都可以省略. 省略后的 num 仍然表示 public 的静态常量。

总结

1.使用interface来定义一个接口
⒉.接口当中的成员变量默认是public static final的,一般情况下我们不写

3.接口当中的成员方法默认是public abstact ,一般情况下我们不写

4.接口当中不可以有普通的方法。
5.Java8开始允许在接口当中定义一个default方法,可以有具体的实现的

6.接口当中的方法如果是static修饰的方法那么是可以有具体的实现的

7.接口不能通过new关键字进行实例化。
8.类和接口之间可以通过关键字implements来实现接口。

9.接口也可以发生向上转型和动态绑定的。
10.当一个类实现接口当中的方法之后,当前类当中的方法不能不加public

11.接口当中不能有构造方法和代码块。
12.一个接口也会产生独立的字节码文件。

实现多个接口

有的时候我们需要让一个类同时继承自多个父类. 这件事情在有些编程语言通过 多继承 的方式来实现的。然而 Java 中只支持单继承, 一个类只能 extends 一个父类. 但是可以同时实现多个接口, 也能达到多继承类似的效果.
现在我们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 " 会飞的 ", " 会跑的 ", " 会游泳的”。
interface IFlying {      void fly(); } interface IRunning {      void run(); } interface ISwimming {      void swim(); }
接下来我们创建几个具体的动物 猫 , 是会跑的 .
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 , 是会游的。
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 , 既能跑 , 又能游 ( 两栖动物 )。
class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming {      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");      } }
还有一种神奇的动物 , 水陆空三栖 , 叫做 " 鸭子 "。
class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {    public Duck(String name) {        super(name);    }    @Override    public void fly() {        System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");    }    @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 .
猫是一种动物, 具有会跑的特性.
青蛙也是一种动物, 既能跑, 也能游泳
鸭子也是一种动物, 既能跑, 也能游, 还能飞

接口间的继承

接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.

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 {  ...}
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 .
接口使用实例
给对象数组排序
class Student{    private String name;    private int score;    public Student(String name, int score) {        this.name = name;        this.score = score;    }    @Override    public String toString() {        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";    }}public class test {    public static void main(String[] args) {        Student[] students = new Student[] {                new Student("张三", 95),                new Student("李四", 96),                new Student("王五", 97),                new Student("赵六", 92),        };        Arrays.sort(students);        System.out.println(Arrays.toString(students));    }}

运行会发现,抛异常了,原因是我们是对学生对象进行排序的,而非像整数这样显而易见能比大小的,因此我们需要实现Comparable接口,并实现其compareTo()方法。

 (法一)实现Comparable接口的compareTo()方法
class Student implements Comparable<Student>{    private String name;    private int score;    public Student(String name, int score) {        this.name = name;        this.score = score;    }    @Override    public String toString() {        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";    }//    @Override//    public int compareTo(Object o) {//        Student s=(Student)o;//        return this.score-s.score;//    }    @Override    public int compareTo(Student o) {        return this.score-o.score;    }}public class test {    public static void main(String[] args) {        Student[] students = new Student[] {                new Student("张三", 95),                new Student("李四", 96),                new Student("王五", 97),                new Student("赵六", 92),        };        Arrays.sort(students);        System.out.println(Arrays.toString(students));    }}

 运行结果

(法二)实现Comparator比较器的compare()方法
class Student{    public String name;    public int score;    public Student(String name, int score) {        this.name = name;        this.score = score;    }    @Override    public String toString() {        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";    }}class AgeComparator implements Comparator<Student>{    @Override    public int compare(Student o1, Student o2) {        return o1.score-o2.score;    }}class NameComparator implements Comparator<Student>{    @Override    public int compare(Student o1, Student o2) {        return o1.name.compareTo(o2.name);    }}public class test {    public static void main(String[] args) {        Student student1 = new Student("zhangsan",10);        Student student2 = new Student("lisi",15);        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();        System.out.println(ageComparator.compare(student1, student2));        NameComparator nameComparator = new NameComparator();        System.out.println(nameComparator.compare(student1,student2));    }}

运行结果

Clonable接口和深拷贝

Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.
Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 "拷贝". 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常.

class Money{    public double money = 19.9;}class Person implements Cloneable{    public int age;    public Money m;    public Person(int age) {        this.age = age;        this.m = new Money();    }    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                " age=" + age +                '}';    }}public class Test2 {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        Person person1 = new Person(10);        Person person2 = (Person)person1.clone();        System.out.println(person1.m.money);        System.out.println(person2.m.money);        System.out.println("==========================");        person2.m.money = 99.99;        System.out.println(person1.m.money);        System.out.println(person2.m.money);    }}

运行结果

与我们预期的19.9    99.99不符,显然是因为这里是浅拷贝,因此我们需要对m实现深拷贝。

原因如下图:

实现深拷贝后

class Money implements Cloneable{    public double money = 19.9;    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}class Person implements Cloneable{    public int age;    public Money m;    public Person(int age) {        this.age = age;        this.m = new Money();    }    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        Person tmp = (Person) super.clone();        tmp.m = (Money) this.m.clone();        return tmp;    }    @Override    public String toString() {        return "Person{" +                " age=" + age +                '}';    }}public class Test2 {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        Person person1 = new Person(10);        Person person2 = (Person)person1.clone();        System.out.println(person1.m.money);        System.out.println(person2.m.money);        System.out.println("==========================");        person2.m.money = 99.99;        System.out.println(person1.m.money);        System.out.println(person2.m.money);    }}

运行结果:

实现方法如下图:

抽象类和接口的区别

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.


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