【JavaSE】抽象类与接口-编程知识

一、抽象类

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

我们把没有实际工作的方法设计成抽象方法，包含抽象方法的称为抽象类

构造抽象类

这里需要用到abstract关键字

//抽象类
public abstract class Shape {protected double area;abstract public void draw();//抽象方法public double getArea(){return area;}//普通方法
}

注：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法

抽象类的特性

抽象类不能直接实例化对象
抽象方法不能是 private 的
抽象方法不能被final和static修饰，因为抽象方法要被子类重写
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
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
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
抽象类不能被实例化, 使用时需要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

抽象类的独特作用

使用抽象类相当于多了一重编译器的校验
在使用抽象类的场景中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，可以使我们尽早发现问题

二、接口

在现实生活中，接口其实非常常见，笔记本上的USB接口，插座上的插孔等等，它们并不是仅能容纳一种设备，而是可以容纳所有符合规范协议的设备。

通过上述可以得出，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，我们可以把接口看成是多个类的公共规范，是一种引用数据类型

定义接口

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

public interface 接口名称{// 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，更推荐method4()，代码更简洁
}

注：

创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头
接口的命名一般使用 "形容词" 词性的单词
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

使用接口

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

public class 类名称 implements 接口名称{// ...
}

下面简单实现一个USB接口，并通过使用USB接口使用键盘和鼠标

public interface IUSB {void openDevice();void closeDevice();
}public class Mouse implements IUSB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开鼠标！");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭鼠标！");}public void click(){System.out.println("点击鼠标！");}
}public class KeyBoard implements IUSB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开键盘！");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭键盘！");}public void inPut(){System.out.println("键盘输入！");}
}public class Computer implements IUSB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开笔记本电脑！");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭笔记本电脑！");}public void useDevice(IUSB usb){usb.openDevice();if (usb instanceof Mouse){Mouse mouse = (Mouse) usb;mouse.click();}else if (usb instanceof KeyBoard){KeyBoard keyBoard = (KeyBoard) usb;keyBoard.inPut();}usb.closeDevice();}
}public class Test1 {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();computer.openDevice();//使用鼠标computer.useDevice(new Mouse());//使用键盘computer.useDevice(new KeyBoard());computer.closeDevice();}
}

接口的特性

接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象
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)
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
重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限
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
接口中不能有静态代码块和构造方法
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
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
jdk8中：接口中还可以包含default方法

实现多个接口

通过继承的学习我们知道了一个子类只能继承一个父类（Java中不支持多继承），但是在这里我要说的是一个类可以实现多个接口

下面我们以Animal类为例来实现多接口

public class Animal {public String name;public Animal(String name) {this.name = name;}
}public interface IFlying {void fly();
}public interface IRunning {void run();
}public interface ISwimming {void swim();
}public class Dog extends Animal implements IRunning{public Dog(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {System.out.println(name + "正在奔跑！");}
}public class Duck extends Animal implements IRunning,ISwimming,IFlying{public Duck(String name) {super(name);}@Overridepublic void fly() {System.out.println(name + "正在飞翔！");}@Overridepublic void run() {System.out.println(name + "正在奔跑！");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(name + "正在游泳！");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Duck duck = new Duck("鸭鸭");duck.run();duck.fly();duck.swim();Dog dog = new Dog("花花");dog.run();}
}

这样设计可以让程序猿忘记类型，有了接口之后，类的使用者就不必关注具体类型，而只关注某个类是否具备某种能力

比如说奔跑的能力，我们此时并不关注是哪种动物，只要是会奔跑的就都可以

public class Robot implements IRunning{@Overridepublic void run() {System.out.println("机器人正在奔跑");}
}

实现接口间的继承

在Java中，类和类是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承

public interface IRunning {void run();
}public interface ISwimming {void swim();
}//两栖动物
public interface IAmphibious extends IRunning,ISwimming{}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起

三、抽象类和接口的区别

核心区别:

抽象类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)

接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法

抽象类可以包含构造方法，接口中不能有构造方法
抽象类中可以有普通成员变量，接口中没有普通成员变量
抽象类中可以包含静态方法，接口中不能包含静态方法
一个类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类
接口可以被多重实现，抽象类只能被单一继承
如果抽象类实现接口，则可以把接口中方法映射到抽象类中作为抽象方法而不必实现，而在抽象类的子类中实现接口中方法

接口和抽象类的相同点：

都可以被继承
都不能被实例化
都可以包含方法声明
派生类必须实现未实现的方法

四、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

除Object类外的所有类默认会继承Object父类

所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收

package demo3;
class Person{}
class Student{}
public class Test {public static void function(Object obj){System.out.println(obj);}public static void main(String[] args) {function(new Person());function(new Student());}
}

利用Object类获取对象信息

打印对象中的内容，可以直接重写Object类中的toString()方法

public class Animal {public String name;public Animal(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "Animal{" +"name='" + name + '\'' +'}';}
}

利用Object实现对象比较

在Java中，==进行比较时：

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
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
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

public class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Person person1 = new Person("lisi",21);Person person2 = new Person("lisi",21);int a = 20;int b = 20;System.out.println(a == b);System.out.println(person1 == person2);System.out.println(person1.equals(person2));}
}

Person类重写equals方法

import java.util.Objects;public class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);}}

通过以上示例可知，比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法

五、hashcode方法

hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同

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

我们一般会认为两个名字相同，年龄相同的对象，将存储在同一个位置，如果不重写hashcode()方法

public class Test {public static void main(String[] args) {Person person1 = new Person("lisi",21);Person person2 = new Person("lisi",21);System.out.println(person1.hashCode());System.out.println(person2.hashCode());}
}

通过上述我们可以知道不重写hashcode()方法时，两个对象的hash值不一样

接下来我们重写hashcode()方法

import java.util.Objects;public class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);}
}