【0基础学Java第九课】-- 抽象类和接口

9. 抽象类和接口

  • 9.1 抽象类
    • 9.1.1 抽象类概念
    • 9.1.2 抽象类语法
    • 9.1.3 抽象类的特性
    • 9.1.4 抽象类的作用
  • 9.2 接口
    • 9.2.1 接口的概念
    • 9.2.2 语法规则
    • 9.2.3 接口使用
    • 9.2.4 接口特性
    • 9.2.5 实现多个接口
    • 9.2.6 接口的继承
    • 9.2.9 抽象类和接口的区别
  • 9.3 Object类
    • 9.3.1 获取对象方法
    • 9.3.1 对象比较equals方法
    • 9.3.2 hashcode方法

9.1 抽象类

9.1.1 抽象类概念

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。

在这里插入图片描述
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在打印图形例子中, 我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape的各种子类的 draw 方法来完成的. 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)**.

9.1.2 抽象类语法

包含抽象方法的类，必须也拿abstract修饰 ，此时这个类也叫抽象类

abstract class Shape {// 抽象方法public abstract void draw();
}

9.1.3 抽象类的特性

  1. 抽象类不能被实例化
    在这里插入图片描述
  2. 如果一个普通类继承了一个抽象类，那么此时这个普通类 必须重写这个抽象方法
class Cycle extends Shape {// 一定要重写父类的这个抽象方法@Overridepublic void draw() {System.out.println("⚪");}
}
  1. 在一个普通类继承了抽象类，如果再被继承，那这个普通类必须同时重写这两个类
abstract class A extends Shape {public abstract void testA();}class B extends A {@Overridepublic void testA() {}@Overridepublic void draw() {}
}
  1. 抽象类和 普通类 的区别在于：
  • 可以和普通类一样 有成员变量、成员方法
  • 多了抽象方法
  • 多了不能实例化

  1. 什么情况下 要设计为抽象类
    如果这个类 不能描述一个而具体的对象，那么就可以设置为抽象类
    比如：Animal这个类

  2. 抽象类当中可以包含构造方法，这个构造方法并不是实例化这个抽象类的时候使用，因为他就不能被实例化。那么这个构造方法，主要是在子类当中让子类调用，帮助父类进行初始化

abstract class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}
}
class Student extends Person {public Student() {super("zhangsan", 10);}
}
  1. 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

9.1.4 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。
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。

9.2 接口

9.2.1 接口的概念

在现实生活里，接口的例子比如有：笔记本上的USB口，电源插座等。
而USB口可以插 U盘、鼠标、键盘等所有符合USB协议的设备。
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。

9.2.2 语法规则

  1. 定义一个接口的时候使用关键字interface来定义

提示：

  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, 保持代码的简洁性.

9.2.3 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。

IUSB接口：

public interface IUSB {void openDevice();void closeDevice();
}

Mouse类：

public class Mouse implements IUSB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开鼠标");}public void click() {System.out.println("点击鼠标");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭鼠标");}
}

Keyboard类：

public class KeyBoard implements IUSB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开键盘");}public void inPut() {System.out.println("键盘输入");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭键盘");}
}

Computer类：

public class Computer {public void powerOn() {System.out.println("打开电脑");}public void powerOff() {System.out.println("关闭电脑");}public void useDevice(IUSB iusb) {iusb.openDevice();// instanceof :测试它左边的对象是否是它右边的类的实例 ，返回boolean类型// A(对象) instanceof B(类)if (iusb instanceof Mouse) {Mouse mouse = (Mouse) iusb;mouse.click();}else if(iusb instanceof KeyBoard) {KeyBoard keyBoard = (KeyBoard) iusb;keyBoard.inPut();}iusb.closeDevice();}
}

Test类：

public class Test {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();computer.powerOn();computer.useDevice(new Mouse());computer.useDevice(new KeyBoard());computer.powerOff();}
}

在这里插入图片描述

9.2.4 接口特性

  1. 接口当中的方法 如果没有被实现， 那么他默认就是一个抽象方法
  2. 在接口当中的方法不能有具体的实现
  3. 如果有具体的实现，那么必须是由default修饰或者是static修饰
interface Ishape {public int a = 10;public abstract void draw();//在接口当中的方法不能有具体的实现//如果有具体的实现，那么必须是由default修饰或者是static修饰public default void test() {System.out.println("ds");}public static void func() {}
}
  1. 接口当中定义成员变量 默认都是public static final的
    public int a = 10;public static final int b = 100;int aa = 10; // 可以不加public static final 直接定义int aa = 10；int bb = 20;
  1. 接口当中的抽象方法 默认都是public abstract修饰的
    public abstract void draw();void fun1();
  1. 接口类型是一种引用类型，是不可以被实例化
    在这里插入图片描述
  2. 类和接口之间的关系 可以使用implements来关联
interface IShape {void draw();
}class Rect implements IShape{@Overridepublic void draw() {System.out.println("矩形");}
}class Cycle implements IShape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("⚪");}
}class Flower implements IShape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("❀");}
}public class Test {public static void func(IShape iShape) {iShape.draw();}public static void main(String[] args) {//IShape iShape = new IShape();IShape iShape1 = new Flower();IShape iShape2 = new Rect();IShape iShape3 = new Cycle();func(iShape1);func(iShape2);func(iShape3);IShape[] iShapes = {iShape1,iShape2,iShape3};}
}
  1. 接口也是可以产生字节码文件的（.class）
  2. 接口中不能有静态代码块和构造方法
public interface USB {// 编译失败public USB(){}{} // 编译失败void openDevice();void closeDevice();
}
  1. 一个类 可以继承一个抽象类/普通类 同时还可以实现这个接口
abstract class AA {}
class CC extends AA implements IUSB {}

9.2.5 实现多个接口

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。下面通过类来表示一组动物.

public abstract class Animal {public String name;public Animal(String name) {this.name = name;}public abstract void eat();
}

提供一组接口，分别表示会飞，会跑，会游泳
会飞的接口：

public interface IFly {void fly();
}

会跑的接口：

public interface IRun {void run();
}

会游泳的接口：

public interface ISwim {void swim();
}

创建鸟，狗，鸭子，机器人这个类：

鸟：

public class Bird extends Animal implements IFly,IRun{public Bird(String name) {super(name);}@Overridepublic void fly() {System.out.println(this.name+" 正在用两个翅膀飞");}@Overridepublic void eat() {System.out.println(this.name + "正在吃鸟粮");}@Overridepublic void run() {System.out.println(this.name+ " 正在用两个小腿跑");}
}

狗:

public class Dog extends Animal implements ISwim,IRun{public Dog(String name) {super(name);}@Overridepublic void swim() {System.out.println(this.name+" 正在用4条腿游泳");}@Overridepublic void eat() {System.out.println(this.name+ " 正在吃狗粮");}@Overridepublic void run() {System.out.println(this.name+" 正在用4条腿跑");}
}

鸭子：

public class Duck extends Animal implements IFly,IRun,ISwim{public Duck(String name) {super(name);}@Overridepublic void eat() {System.out.println(this.name+" 正在吃鸭粮");}@Overridepublic void fly() {System.out.println(this.name+" 正在用鸭翅膀飞");}@Overridepublic void run() {System.out.println(this.name+"正在用鸭腿跑");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(this.name+"正在用鸭腿游泳");}
}

机器人：

public class Robot implements IRun{@Overridepublic void run() {System.out.println("机器人在跑");}
}

Test类：

public class Test {public static void func1(Animal animal) {animal.eat();}public static void testFly(IFly iFly) {iFly.fly();}public static void testSwim(ISwim iSwim) {iSwim.swim();}public static void testRun(IRun iRun) {iRun.run();}public static void main(String[] args) {func1(new Duck("小黄鸭"));testFly(new Duck("小黄鸭"));testSwim(new Duck("小黄鸭"));testFly(new Bird("布谷"));func1(new Dog("旺财"));// testFly(new Dog("旺财"));  // 报错 狗没有Ifly接口testRun(new Robot());}
}

在这里插入图片描述

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。一个类继承一个父类，同时实现多种接口。

9.2.6 接口的继承

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。
接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.

// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
public interface IAmphibious extends IRun,ISwim {void test1();
}

再创建一个Frog类接口实现run方法和swim方法：

public class Frog extends Animal implements IAmphibious{public Frog(String name) {super(name);}@Overridepublic void eat() {}@Overridepublic void test1() {}@Overridepublic void run() {}@Overridepublic void swim() {}
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。

9.2.9 抽象类和接口的区别

  1. 抽象类当中，可以包含和普通类一样的成员变量和成员方法，但是接口当中的成员变量只能是public static final的，方法只能是public abstract的
  2. ** 一个类只能继承一个抽象类，但是能够同时实现多个接口**，所以解决了Java当中不能进行多继承的特性。

9.3 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。
Object是所以类的父类，意味着可以发生向上转型，能接受所以类的对象。

class Person {public String name;
}class Student extends Person {}
public class Test {public static void main(String[] args) {Person person = new Person();//Object 是所以类的父类，意味着可以发生向上转型Object obj = new Person();Object obj1 = new Student();}
}

9.3.1 获取对象方法

如果要打印对象中的内容，可以直接重写Object类中的toString()方法、
在这里插入图片描述

class Person {public String name = "haha";@Overridepublic String toString() {return "name: "+ name;}
}class Student extends Person {}
public class Test {public static void main(String[] args) {Person person = new Person();System.out.println(person);//Object 是所以类的父类，意味着可以发生向上转型/*Object obj = new Person();Object obj1 = new Student();*/}
}

9.3.1 对象比较equals方法

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
}

class Person {public String name;public Person(String name){this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "name: "+ name;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {//发生动态绑定Person tmp = (Person) obj;return tmp.name.equals(this.name);}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Person person1 = new Person("zhangsan");Person person2 = new Person("zhangsan");System.out.println(person1 == person2);//调用了object方法,所以要在Person类重写equals方法System.out.println(person1.equals(person2));String str1 = "zhangsan";String str2 = "zhangsan";System.out.println(str1.equals(str2));}
}

比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

9.3.2 hashcode方法

重写hashCode之后哈希值就会相同
在这里插入图片描述

import java.util.Objects;class Person {public String name;public Person(String name){this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "name: "+ name;}/*@Overridepublic boolean equals(Object obj) {//发生动态绑定Person tmp = (Person) obj;return tmp.name.equals(this.name);}*/@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return Objects.equals(name, person.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name);}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Person person1 = new Person("zhangsan");Person person2 = new Person("zhangsan");System.out.println(person1.hashCode());System.out.println(person2.hashCode());System.out.println(person1.equals(person2));}

注意：

  1. hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同
  2. 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。

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