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Java 面向对象之接口、多态

程序员文章站 2022-07-01 09:01:43
01接口的概念 A:接口的概念 接口是功能的集合,同样可看做是一种数据类型,是比抽象类更为抽象的”类”。 接口只描述所应该具备的方法,并没有具体实现,具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离,优化了程序设计。 请记住:一切事物均有功能,即一切事物均有接口。 02 ......
01接口的概念
  a:接口的概念
    接口是功能的集合,同样可看做是一种数据类型,是比抽象类更为抽象的”类”。
    接口只描述所应该具备的方法,并没有具体实现,具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离,优化了程序设计。
    请记住:一切事物均有功能,即一切事物均有接口。
	
02接口的定义
  a: 接口的定义
    与定义类的class不同,接口定义时需要使用interface关键字。
    定义接口所在的仍为.java文件,虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件。这点可以让我们将接口看做是一种只包含了功能声明的特殊类。
  b : 定义格式
    public interface 接口名 {
      抽象方法1;
      抽象方法2;
      抽象方法3;
      }
  c: 定义步骤
      使用interface代替了原来的class,其他步骤与定义类相同:
      接口中的方法均为公共访问的抽象方法
      接口中无法定义普通的成员变量

03接口的实现类
  a: 类与接口的关系
    类与接口的关系为实现关系,即类实现接口。实现的动作类似继承,只是关键字不同,实现使用implements。
    其他类(实现类)实现接口后,就相当于声明:”我应该具备这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。
  b: 类实现接口的格式
  class 类 implements 接口 {
      重写接口中方法
			} 
  c:注意事项
    在类实现接口后,该类就会将接口中的抽象方法继承过来,此时该类需要重写该抽象方法,完成具体的逻辑。
    接口中定义功能,当需要具有该功能时,可以让类实现该接口,只声明了应该具备该方法,是功能的声明。
    在具体实现类中重写方法,实现功能,是方法的具体实现。

04接口中成员变量的特点
  a:成员变量特点
    a 接口中可以定义变量,但是变量必须有固定的修饰符修饰,public static final 所以接口中的变量也称之为常量,其值不能改变。后面我们会讲解static与final关键字
  b:案例
    interface demo { ///定义一个名称为demo的接口。
        public static final int num = 3;// num的值不能改变
			}
			
05接口中成员方法的特点
  a: 成员方法特点
    a 接口中可以定义方法,方法也有固定的修饰符,public abstract
    b 子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后,子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。
  b: 案例
        interface demo { ///定义一个名称为demo的接口。
				public abstract void show1();
				public abstract void show2();
			}
			
			//定义子类去覆盖接口中的方法。类与接口之间的关系是 实现。通过 关键字 implements
			class demoimpl implements demo { //子类实现demo接口。
				//重写接口中的方法。
				public void show1(){}
				public void show2(){}
			}

06实现类还是一个抽象类
  a: 接口的实现类
      一个类如果实现类接口,有两种操作方法:
      第一:实现类是非抽象类,就需要重写接口中所有的抽象方法.
      第二:实现类也声明为抽象类,那么实现类可以不重写接口中的抽象方法。


		
07类和接口的多实现	
  a:接口的多实现
    了解了接口的特点后,那么想想为什么要定义接口,使用抽象类描述也没有问题,接口到底有啥用呢?
    接口最重要的体现:解决多继承的弊端。将多继承这种机制在java中通过多实现完成了。
		
  b 多实现的优点
    怎么解决多继承的弊端呢?
    弊端:多继承时,当多个父类中有相同功能时,子类调用会产生不确定性。
    其实核心原因就是在于多继承父类中功能有主体,而导致调用运行时,不确定运行哪个主体内容。
    为什么多实现能解决了呢?
    因为接口中的功能都没有方法体,由子类来明确。


08类在继承类的同时实现多接口
  a: 继承的同时实现接口
    接口和类之间可以通过实现产生关系,同时也学习了类与类之间可以通过继承产生关系。当一个类已经继承了一个父类,它又需要扩展额外的功能,这时接口就派上用场了。
    子类通过继承父类扩展功能,通过继承扩展的功能都是子类应该具备的基础功能。如果子类想要继续扩展其他类中的功能呢?这时通过实现接口来完成。
    接口的出现避免了单继承的局限性。父类中定义的事物的基本功能。接口中定义的事物的扩展功能。
				
09接口的多继承
  a: 接口的多继承
  学习类的时候,知道类与类之间可以通过继承产生关系,接口和类之间可以通过实现产生关系,那么接口与接口之间会有什么关系。
  多个接口之间可以使用extends进行继承。
		
  在开发中如果多个接口中存在相同方法,这时若有个类实现了这些接口,那么就要实现接口中的方法,由于接口中的方法是抽象方法,子类实现后也不会发生调用的不确定性。

10接口思想
  a:接口的思想
  b: 接口的好处	
    总结:接口在开发中的它好处
    1、接口的出现扩展了功能。
    2、接口其实就是暴漏出来的规则。
    3、接口的出现降低了耦合性,即设备与设备之间实现了解耦。

11接口和抽象类的区别
  接口和抽象类区别总结
	 	相同点:
			都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;
			都不能直接实例化对象;
			都包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;
		区别:
			抽象类为部分方法提供实现,避免子类重复实现这些方法,提高代码重用性;接口只能包含抽象方法;
			一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口;(接口弥补了java的单继承)
			抽象类是这个事物中应该具备的你内容, 继承体系是一种 is..a关系
			接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a关系
		
		二者的选用:
			优先选用接口,尽量少用抽象类;
			需要定义子类的行为,又要为子类提供共性功能时才选用抽象类;
		
12多态概述
  a: 多态概述
		多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。
		现实事物经常会体现出多种形态,如学生,学生是人的一种,则一个具体的同学张三既是学生也是人,即出现两种形态。	
		java作为面向对象的语言,同样可以描述一个事物的多种形态。如student类继承了person类,一个student的对象便既是student,又是person。
		java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值,又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。
		如student类可以为person类的子类。那么一个student对象既可以赋值给一个student类型的引用,也可以赋值给一个person类型的引用。
		最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。
		多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系,否则无法完成多态。
		在使用多态后的父类引用变量调用方法时,会调用子类重写后的方法。


13多态调用的三种格式
  a:多态的定义格式:
    就是父类的引用变量指向子类对象
    父类类型  变量名 = new 子类类型();
    变量名.方法名();
		
  b: 普通类多态定义的格式
			父类 变量名 = new 子类();
			举例:	
				class fu {}
				class zi extends fu {}
				//类的多态使用
				fu f = new zi();
  c: 抽象类多态定义格式			
			抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
			举例:	
			abstract class fu {
			         public abstract void method();
				     }
			class zi extends fu {
			public void method(){
					      system.out.println(“重写父类抽象方法”);
			}
			}
			//类的多态使用
			fu fu= new zi();
  d: 接口多态定义的格式
			接口 变量名 = new 接口实现类();
			如: interface fu {
					     public abstract void method();
			}
			class zi implements fu {
					     public void method(){
			              system.out.println(“重写接口抽象方法”);
			}
			}
			//接口的多态使用
			fu fu = new zi();
  e: 注意事项
			同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时,调用的为各个子类重写后的方法。
			如 person p1 = new student();
			   person p2 = new teacher();
			   p1.work(); //p1会调用student类中重写的work方法
			   p2.work(); //p2会调用teacher类中重写的work方法
			当变量名指向不同的子类对象时,由于每个子类重写父类方法的内容不同,所以会调用不同的方法。



			 
14多态成员方法的特点
  a: 掌握了多态的基本使用后,那么多态出现后类的成员有啥变化呢?前面学习继承时,我们知道子父类之间成员变量有了自己的特定变化,
  那么当多态出现后,成员变量在使用上有没有变化呢?
  多态出现后会导致子父类中的成员变量有微弱的变化


  b: 代码演示
		class fu {
			int num = 4;
		}
		class zi extends fu {
			int num = 5;
		}
		class demo {
			public static void main(string[] args) 	{
				fu f = new zi();
				system.out.println(f.num);
				zi z = new zi();
				system.out.println(z.num);
			}
		}
	
  c: 多态成员变量
		当子父类中出现同名的成员变量时,多态调用该变量时:
		编译时期:参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有,编译失败。
		运行时期:也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。
		简单记:编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。
	
  d: 多态出现后会导致子父类中的成员方法有微弱的变化。看如下代码
		class fu {
			int num = 4;
			void show()	{
				system.out.println("fu show num");
			}
		}
		class zi extends fu {
			int num = 5;
			void show()	{
				system.out.println("zi show num");
			}
		}
		class demo {
			public static void main(string[] args) 	{
				fu f = new zi();
				f.show();
			}
		}

  e: 多态成员方法
		编译时期:参考引用变量所属的类,如果没有类中没有调用的方法,编译失败。
		运行时期:参考引用变量所指的对象所属的类,并运行对象所属类中的成员方法。
		简而言之:编译看左边,运行看右边。


15instanceof关键字
  a: 作用
  可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。如学生的对象属于学生类,学生的对象也属于人类
  格式:
		boolean  b  = 对象  instanceof  数据类型;

	* 举例:
		person p1 = new student(); // 前提条件,学生类已经继承了人类
		boolean flag = p1 instanceof student; //flag结果为true
		boolean flag2 = p2 instanceof teacher; //flag结果为false
16多态-向上转型
  a: 多态的转型分为向上转型与向下转型两种:
		
  b: 向上转型:当有子类对象赋值给一个父类引用时,便是向上转型,多态本身就是向上转型的过程。
		使用格式:
		父类类型  变量名 = new 子类类型();
		如:person p = new student();
	
	
17多态-向下转型
  a: 向下转型:一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式,将父类引用转为子类引用,这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象,是无法向下转型的!
		使用格式:
		子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;
		如:student stu = (student) p;  //变量p 实际上指向student对象
		
18多态的好处和弊端
  a: 多态的好处和弊端
  当父类的引用指向子类对象时,就发生了向上转型,即把子类类型对象转成了父类类型。
  向上转型的好处是隐藏了子类类型,提高了代码的扩展性。
  但向上转型也有弊端,只能使用父类共性的内容,而无法使用子类特有功能,功能有限制。
		
  b: 看如下代码
  //描述动物类,并抽取共性eat方法
		abstract class animal {
			abstract void eat();
		}
		 
		// 描述狗类,继承动物类,重写eat方法,增加lookhome方法
		class dog extends animal {
			void eat() {
				system.out.println("啃骨头");
			}
		
			void lookhome() {
				system.out.println("看家");
			}
		}
		
		// 描述猫类,继承动物类,重写eat方法,增加catchmouse方法
		class cat extends animal {
			void eat() {
				system.out.println("吃鱼");
			}
		
			void catchmouse() {
				system.out.println("抓老鼠");
			}
		}
		
		public class test {
			public static void main(string[] args) {
				animal a = new dog(); //多态形式,创建一个狗对象
				a.eat(); // 调用对象中的方法,会执行狗类中的eat方法
				// a.lookhome();//使用dog类特有的方法,需要向下转型,不能直接使用
				
				// 为了使用狗类的lookhome方法,需要向下转型
		// 向下转型过程中,可能会发生类型转换的错误,即classcastexception异常
				// 那么,在转之前需要做健壮性判断 
				if( !a instanceof dog){ // 判断当前对象是否是dog类型
				 		system.out.println("类型不匹配,不能转换"); 
				 		return; 
				} 
				dog d = (dog) a; //向下转型
				d.lookhome();//调用狗类的lookhome方法
			}
		}


  c 多态总结:
		什么时候使用向上转型:
			当不需要面对子类类型时,通过提高扩展性,或者使用父类的功能就能完成相应的操作,这时就可以使用向上转型。
			如:animal a = new dog();
			    a.eat();
		什么时候使用向下转型
			当要使用子类特有功能时,就需要使用向下转型。
				如:dog d = (dog) a; //向下转型
				    d.lookhome();//调用狗类的lookhome方法
				向下转型的好处:可以使用子类特有功能。
				弊端是:需要面对具体的子类对象;在向下转型时容易发生classcastexception类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。
			如:if( !a instanceof dog){…}