Java基础面向对象抽象类与接口

Java基础面向对象抽象类与接口

Java基础-面向对象-抽象类与接口

Java工程师知识树 / Java基础
抽象类解释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。
抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
在Java中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。
定义==在Java语言中使用abstract class来定义抽象类==
抽象方法如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。
Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。 eg: public abstract double computePay();
声明抽象方法会造成以下两个结果：
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。
抽象类总结抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。接口接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。
接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量。
接口与类相似点：一个接口可以有多个方法。接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。接口与类的区别：接口不能用于实例化对象。接口没有构造方法。接口中所有的方法必须是抽象方法。接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。接口不是被类继承了，而是要被类实现。接口支持多继承。接口特性接口中每一个方法也是隐式抽象的,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）。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（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。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接口中的方法。抽象类和接口的区别抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。注：JDK 1.8 以后，接口里可以有静态方法和方法体了。接口的声明接口的声明语法格式如下：

//Interface关键字用来声明一个接口[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名] {        // 声明变量        // 抽象方法}

接口的实现当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。
类使用implements关键字实现接口。
在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。
实现一个接口的语法，可以使用这个公式：

...implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称..., ...] ...

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：
类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。在实现接口的时候，也要注意一些规则：
一个类可以同时实现多个接口。一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。
接口的多继承：在Java中，类的多继承是不合法，但接口允许多继承。
在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。 如下所示：

public interface Hockey extends Sports, Event

以上的程序片段是合法定义的子接口，与类不同的是，接口允许多继承，而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法
标记接口最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。标记接口是没有任何方法和属性的接口。它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。
标记接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。

例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：package java.util;public interface EventListener{}

标记接口主要用于以下两种目的：
建立一个公共的父接口：正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。向一个类添加数据类型：这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

Java面向对象之抽象类及接口

文章目录
1、抽象类
1.1、引出问题

package Abstract01;public class Abstract01 {     public static void main(String[] args) {     }}abstract class Animal {     private String name;    public Animal(String name) {         this.name = name;    }    // eat 这里实现了, 其实没有什么意义    // 即: 父类方法不确定性的问题    // 考虑将该方法设计为抽象(abstract)方法    // 所谓抽象方法就是没有实现的方法    // 所谓没有实现就是指没有方法体    // 当一个类中存在抽象方法时, 需要将该类声明为 abstract 类    // 一般来说, 抽象类会被继承, 有其子类来实现抽象方法    // public void eat() {     //     System.out.println("这是一个动物，但是不知道吃什么..");    // }    public abstract void eat();}

1.2、定义
1.3、注意事项和细节讨论
抽象类不能被实例化抽象类不一定要包含abstract方法，也就是说，抽象类可以没有abstract方法一旦类包含了abstract方法，则这个类必须声明为abstractabstract 只能修饰类和方法，不能修饰属性和其他抽象类可以有任意成员【抽象类本质还是类】，比如：非抽象方法、构造器、静态属性等抽象方法不能有主体，即不能实现【不能有方法的大括号】如果一个类继承了抽象类，则它必须实现抽象类的所有抽象方法，除非它自己也声明为abstract类第 1 - 4点的代码说明

package Abstract01;public class AbstractDetail01 {     public static void main(String[] args) {         // 抽象类, 不能被实例化        // new A();  // 报错    }}// 抽象类不一定要包含 abstract 方法, 也就是说, 抽象类可以没有 abstract 方法// 还可以有实现的方法。abstract class A {     public void hi() {         System.out.println("hi");    }}// 一旦类包含了 abstract 方法, 则这个类必须声明为 abstract// class B {  // 报错abstract class B {     public abstract void hi();}// abstract 只能修饰类和方法, 不能修饰属性和其它的class C {     // public abstract int n1 = 1;  // 报错}

第 5 - 7点的代码说明

package Abstract01;public class AbstractDetail02 {     public static void main(String[] args) {         System.out.println("hello");    }}// 抽象方法不能使用 private、final 和 static 来修饰, 因为这些关键字都是和重写相违背的abstract class H {     public abstract void hi();  // 抽象方法}// 如果一个类继承了抽象类, 则它必须实现抽象类的所有抽象方法, 除非它自己也声明为 abstract 类abstract class E {     public abstract void hi();}abstract class F extends E { }class G extends E {     @Override    public void hi() {   // 这里相当于 G 子类实现了父类 E 的抽象方法, 所谓实现方法, 就是有方法体    }}// 抽象类的本质还是类, 所以可以有类的各种成员abstract class D {     public int n1 = 10;    public static String name = "韩顺平教育";    public void hi() {         System.out.println("hi");    }    public abstract void hello();    public static void ok() {         System.out.println("ok");    }}

1.4、设计题
编写一个Employee类，声明为抽象类，包含如下三个属性：name，id，salary，提供必要的构造器和抽象方法：work()，对于Manager类来说，他既是员工，还具有奖金（bonus）的属性，请使用继承的思想，设计CommonEmployee类和Manager类，要求类中提供必要的方法进行属性访问，实现work()，提示“经理/普通员工 名字 工作中…” 【使用 oop的继承 + 抽象类】
Exec.java

package Abstract01;/*编写一个Employee类，声明为抽象类，包含如下三个属性：name，id，salary，提供必要的构造器和抽象方法：work()，对于Manager类来说，他既是员工，还具有奖金（bonus）的属性，请使用继承的思想，设计CommonEmployee类和Manager类，要求类中提供必要的方法进行属性访问，实现work()，提示“经理/普通员工 名字 工作中...” 【使用 oop的继承 + 抽象类】 */abstract public class Exec {     public static void main(String[] args) {         Manager manager = new Manager("张三", 100, 24000, 5000);        manager.work();        CommonEmployee commonEmployee = new CommonEmployee("李四", 200, 5500);        commonEmployee.work();    }}abstract class Employee {     private String name;    private int id;    private double salary;    public String getName() {         return name;    }    public void setName(String name) {         this.name = name;    }    public int getId() {         return id;    }    public void setId(int id) {         this.id = id;    }    public double getSalary() {         return salary;    }    public void setSalary(double salary) {         this.salary = salary;    }    public Employee(String name, int id, double salary) {         this.name = name;        this.id = id;        this.salary = salary;    }    abstract public void work();}

Manager.java

package Abstract01;public class Manager extends Employee {     private double bonus;    public Manager(String name, int id, double salary, double bonus) {         super(name, id, salary);        this.bonus = bonus;    }    @Override    public void work() {         System.out.println("经理" + getName() + "正在工作...");    }}

CommonEmployee.java

package Abstract01;public class CommonEmployee extends Employee {     public CommonEmployee(String name, int id, double salary) {         super(name, id, salary);    }    @Override    public void work() {         System.out.println("普通员工" + getName() + "正在工作...");    }}

1.5、抽象类最佳实践（模板设计模式）
1.5.1、定义
抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为方式
1.5.2、板设计模式解决的问题
当功能内部一部分实现是确定，一部分实现是不确定的，这时可以把不确定的部分暴露出去，让子类去实现一个抽象父类，父类提供了多个子类的通用方法，并把一个或多个方法留给其子类实现，就是一种模板模式1.5.3、最佳实践
有多个类，完成不同的任务job要求统计得到各自完成任务的时间Template.java

package abstract_;abstract public class Template {   // 抽象类-模板设计模式    public abstract void job();  // 抽象方法    public void calculateTime() {   // 实现方法, 调用 job 方法        // 得到开始的时间        long start = System.currentTimeMillis();        job();  // 动态绑定机制        // 得的结束的时间        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("任务执行时间 " + (end - start));    }}

AA.java

package abstract_;public class AA extends Template {     // 计算任务    // 1+....+ 800000    @Override    public void job() {   // 实现 Template 的抽象方法 job        long num = 0;        for (long i = 1; i <= 8000000; i++) {             num += i;        }    }    /*public void job2() {        // 得到开始的时间        long start = System.currentTimeMillis();        long num = 0;        for (long i = 1; i <= 200000; i++) {            num += i;        }        //得的结束的时间        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("AA 执行时间 " + (end - start));    }*/}

BB.java

package abstract_;public class BB extends Template{     public void job() { //这里也去，重写了 Template 的 job 方法        long num = 0;        for (long i = 1; i <= 800000; i++) {             num *= i;        }    }}

TestTemplate.java

package abstract_;public class TestTemplate {     public static void main(String[] args) {         AA aa = new AA();        aa.calculateTime();  // 对多态需要有良好的 OOP 基础        BB bb = new BB();        bb.calculateTime();    }}

2.1、引出接口
UsbInterface.java

package interface_;public interface UsbInterface {   // 接口    // 规定接口的相关方法    public void start();    public void stop();}

Camera.java

package interface_;// Camera 类需要实现 UsbInterface 接口 规定/声明的方法public class Camera implements UsbInterface {   // 实现接口, 就是把接口方法实现    @Override    public void start() {         System.out.println("相机开始工作...");    }    @Override    public void stop() {         System.out.println("相机停止工作...");    }}

Phone.java

package interface_;// Phone 类需要实现 UsbInterface 接口 规定/声明的方法public class Phone implements UsbInterface {     @Override    public void start() {         System.out.println("手机开始工作...");    }    @Override    public void stop() {         System.out.println("手机停止工作...");    }}

Computer.java

package interface_;public class Computer {     // 编写一个方法, 计算机工作    // 1. UsbInterface usbInterface 形参是接口类型 UsbInterface    // 2. 看到 接收 实现了 UsbInterface接口的类的对象实例    public void work(UsbInterface usbInterface) {         usbInterface.start();        usbInterface.stop();    }}

Interface01.java

package interface_;public class Interface01 {     public static void main(String[] args) {         // 创建手机, 相机对象        // Camera 实现了 UsbInterface        Camera camera = new Camera();        // Phone 实现了 UsbInterface        Phone phone = new Phone();        // 创建计算机        Computer computer = new Computer();        computer.work(camera);  // 把相机接入到计算机        computer.work(phone);  // 把手机接入到计算机    }}

2.2、接口定义
2.3、深入讨论
DBInterface.java

package interface_;public interface DBInterface {     public void connect();  // 连接方法    public void close();  // 关闭连接}

MysqlDB.java

package interface_;public class MysqlDB implements DBInterface {     @Override    public void connect() {         System.out.println("连接 mysql");    }    @Override    public void close() {         System.out.println("关闭 mysql");    }}

OracleDB.java

package interface_;public class OracleDB implements DBInterface {     @Override    public void connect() {         System.out.println("连接 oracle");    }    @Override    public void close() {         System.out.println("关闭 oracle");    }}

Interface03.java

package interface_;public class Interface03 {     public static void main(String[] args) {         MysqlDB mysqlDB = new MysqlDB();        t(mysqlDB);        OracleDB oracleDB = new OracleDB();        t(oracleDB);    }    public static void t(DBInterface dbInterface) {         dbInterface.connect();        dbInterface.close();    }}

2.4、注意事项和细节
接口不能被实例化接口中所有的方法都是public，接口中抽象方法，可以不用abstract修饰一个普通类实现接口，就必须将该接口的所有方法都实现抽象类实现接口，可以不用实现接口的方法一个类同时可以实现多个接口接口中的属性，只能是final的，而且是public static final 修饰符，比如：int a=1;实际上是 public static final int a=1;（必须初始化）接口中属性的访问形式：接口名.属性名接口不能继承其它的类，但是可以继承多个别的接口，比如：interface A extends B, C{}接口的修饰符只能是public和默认，这点和类的修饰符是一样的第 1 - 4点的代码说明

package interface_;public class InterfaceDetail01 {     public static void main(String[] args) {         // new IA();  // 报错    }}// 1.接口不能被实例化// 2.接口中所有的方法是 public 方法, 接口中抽象方法, 可以不用 abstract 修饰// 3.一个普通类实现接口, 就必须将该接口的所有方法都实现, 可以使用 alt+enter 来解决// 4.抽象类去实现接口时, 可以不实现接口的抽象方法interface IA {     void say();  // 修饰符 public protected 默认 private    void hi();}class Cat implements IA{     @Override    public void say() {     }    @Override    public void hi() {     }}abstract class Tiger implements IA { }

第 5 - 9点的代码说明

package interface_;public class InterfaceDetail02 {     public static void main(String[] args) {         // 接口中的属性, 是 public static final        System.out.println(IB.n1);  // 说明 n1 就是 static        // IB.n1 = 30; 说明 n1 是 final    }}interface IB {     // 接口中的属性, 只能是 final 的, 而且是 public static final 修饰符    int n1 = 10;  // 等价 public static final int n1 = 10;    void hi();}interface IC {     void say();}// 接口不能继承其它的类, 但是可以继承多个别的接口interface ID extends IB, IC { }// 接口的修饰符 只能是 public 和 默认, 这点和类的修饰符是一样的interface IE { }// 一个类同时可以实现多个接口class Pig implements IB, IC {     @Override    public void hi() {     }    @Override    public void say() {     }}

2.5、实现接口 vs 继承类

package interface_;public class ExtendsVsInterface {     public static void main(String[] args) {         LittleMonkey sun = new LittleMonkey("孙悟空");        sun.climbing();        sun.swimming();        sun.flying();    }}class Monkey {     private String name;    public void climbing() {         System.out.println(name + "会爬树...");    }    public Monkey(String name) {         this.name = name;    }    public String getName() {         return name;    }}interface Fishable {     void swimming();}interface Birdable {     void flying();}class LittleMonkey extends Monkey implements Fishable, Birdable {     public LittleMonkey(String name) {         super(name);    }    @Override    public void swimming() {         System.out.println(getName() + "通过学习, 学会了游泳...");    }    @Override    public void flying() {         System.out.println(getName() + "通过学习, 学会了飞翔...");    }}

小结：当子类继承了父类，就自动的拥有父类的功能，如果子类需要扩展功能，可以通过实现接口的方式扩展，可以理解 实现接口 是 对 java 单继承机制的一种补充
2.6、接口的多态特性
InterfacePolyParameter.java

package PolyParameter;public class InterfacePolyParameter {     public static void main(String[] args) {         // 接口的多态体现        // 接口类型的变量 if01 可以指向 实现了 IF 接口类的对象实例        IF if01 = new Monster();        if01 = new Car();        // if01 = new AAA();  // 报错        // 继承体现的多态        // 父类类型的变量 a 可以指向 继承 AAA 的子类的对象实例        AAA a = new BBB();        a = new CCC();    }}interface IF { }class Monster implements IF { }class Car implements IF { }class AAA { }class BBB extends AAA { }class CCC extends AAA { }

InterfacePolyArr.java

package PolyParameter;public class InterfacePolyArr {     public static void main(String[] args) {         // 多态数组 -> 接口类型数组        Usb[] usbs = new Usb[2];        usbs[0] = new Phone_();        usbs[1] = new Camera_();        /*        给 Usb 数组中, 存放 Phone 和 相机对象, Phone 类还有一个特有的方法 call(),        遍历 Usb 数组, 如果是 Phone 对象, 除了调用 Usb 接口定义的方法外,        还需要调用 Phone 特有方法 call        */        for (int i = 0; i < usbs.length; i++) {             usbs[i].work();  // 动态绑定... // 和前面一样, 我们仍然需要进行类型的向下转型            if (usbs[i] instanceof Phone_) {   // 判断他的运行类型是 Phone_                ((Phone_) usbs[i]).call();            }        }    }}interface Usb {     void work();}class Phone_ implements Usb {     public void call() {         System.out.println("手机可以打电话...");    }    @Override    public void work() {         System.out.println("手机工作中...");    }}class Camera_ implements Usb {     @Override    public void work() {         System.out.println("相机工作中...");    }}

InterfacePolyPass.java

package PolyParameter;public class InterfacePolyPass {     public static void main(String[] args) {         // 接口类型的变量可以指向, 实现了该接口的类的对象实例        IG ig = new Teacher();        // 如果 IG 继承了 IH 接口, 而 Teacher 类实现了 IG 接口        // 那么, 实际上就相当于 Teacher 类也实现了 IH 接口        // 这就是所谓的 接口多态传递现象        IH ih = new Teacher();    }}interface IH {     void hi();}interface IG extends IH { }class Teacher implements IG {     @Override    public void hi() {     }}

链接：https://blog.csdn.net/wcg920212/article/details/121618609