Day08-【Java SE进阶】面向对象高级二——多态、final、抽象类、接口-编程知识

一、多态

对象多态多态是在继承/实现情况下的一种现象，表现为对象多态和行为多态。
对象多态：一个人可以是学生也可以是老师，学生和老师都是人的子类，创建人对象让其指向不同的对象，称为对象多态，这里是向下转型的特征。
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People p1=new Teacher();
People p2=new Student();
//以上是对象多态
p1.run();
p2.run();
//以上是行为多态 编译看左边 运行看右边

编译看左边是指：当编译p1.run时，会去父类查看有没有run方法，有的话不会报错，执行的时候会查找真实对象里的run方法。
有继承/实现关系存在父类引用子类对象;存在方法重写。
多态是对象、行为的多态，Java中的属性(成员变量)不谈多态。

1.1 使用多态的好处

在多态形式下，右边对象是解耦合的，更便于扩展和维护。对象作为组件，随时切换。
定义方法时，使用父类类型的形参，可以接收一切子类对象，扩展性更强、更便利。
注意：多态下不能使用子类的独有功能。编译看左边，运行看右边。

1.2 多态下的类型转换问题

自动类型转换:父类变量名=new 子类();
强制类型转换:子类变量名=(子类)父类变量

存在继承/实现关系就可以在编译阶段进行强制类型转换，编译阶段不会报错，
运行时，如果发现对象的真实类型与强转后的类型不同，就会报类型转换异常(ClassCastException)的错误出来。
使用instanceof关键字，判断当前对象的真实类型，再进行强转。instanceof Student，如果满足学生类型，再强转，不会出错的。
例如：函数接收people类，但是接收对象不知道时老师还是学生啊，所以很有必要判断的。

二、final关键字

final关键字是最终的意思，可以修饰(类、方法、变量)

修饰类:该类被称为最终类，特点是不能被继承了（很少，工具类）
修饰方法:该方法被称为最终方法，特点是不能被重写了。
修饰变量:该变量只能被赋值一次。有且只能复制一次。
- 局部变量
  - final int a;a=12;（a=13;报错第二次复制）
  - public static void buy(final double z);(防止局部变量被修改)
- 成员变量
  - 静态成员变量定义时赋值 public static final 常量，建议名称全部大写，多个单词下划线链接
  - 实例成员变量定义时必须要赋值所有对象都是一样的属性意义不大（不推荐）

注意事项

final修饰基本类型的变量，变量存储的数据不能被改变。
final修饰引用类型的变量，变量存储的地址不能被改变，但地址所指向对象的内容是可以被改变的。

常量

使用了 static final修饰的成员变量就被称为常量;
作用:通常用于记录系统的配置信息

使用常量记录系统配置信息的优势、执行原理

代码可读性更好，可维护性也更好。
程序编译后，常量会被“宏替换”:出现常量的地方全部会被替换成其记住的字面量这样可以保证使用常量和直接用字面量的性能是一样的。

三、抽象类

在Java中有一个关键字叫:abstract，它就是抽象的意思，可以用它修饰类、成员方法。

abstract修饰类，这个类就是抽象类;修饰方法，这个方法就是抽象方法。
都是用abstract修饰的;抽象方法只有方法签名，不能写方法体。

抽象类的注意事项、特点

抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类。
类该有的成员(成员变量、方法、构造器)抽象类都可以有。
抽象类最主要的特点:抽象类不能创建对象，仅作为一种特殊的父类，让子类继承并实现。（如果使用对象调用抽象方法，那么该抽象方法一脸懵逼没有方法体我跑个毛线）
一个类继承抽象类，必须重写完抽象类的全部抽象方法，否则这个类也必须定义成抽象类

抽象类的好处

父类知道每个子类都要做某个行为，但每个子类要做的情况不一样，父类就定义成抽象方法，交给子类去重写实现，我们设计这样的抽象类，就是为了更好的支持多态。
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模板方法设计模式

解决方法中存在重复代码的问题。
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定义一个抽象类，在里面定义2个方法

一个是模板方法:把相同代码放里面去。
一个是抽象方法:具体实现交给子类完成。

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建议使用final关键字修饰模板方法，防止模板方法被子类重写实现

模板方法是给对象直接使用的，不能被子类重写。
一旦子类重写了模板方法，模板方法就失效了。

四、接口

Java提供了一个关键字interface，用这个关键字我们可以定义出一个特殊的结构:接口。
找到包，右键新建class，选择interface。不需要加public static final修饰，一律大写连接，默认为常量。方法默认为抽象方法，也不需要加public abstract。所以接口不可能创建对象。

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注意:接口不能创建对象;接口是用来被类实现(implements)的，实现接口的类称为实现类
一个类可以实现多个接口(接口可以理解成干爹)，实现类实现多个接口，必须重写完全部接口的全部抽象方法，否则实现类需要定义成抽象类。

接口的好处

弥补了类单继承的不足，一个类同时可以实现多个接口。
让程序可以面向接口编程，这样程序员就可以灵活方便的切换各种业务实现。一个类可以被多类实现的。
此时可以使用接口类接收实现类对象的，对象向上转型调用接口方法。父类调用，接口类调用实现类对象的，不需要用改代码，只需要换对象的。
一个类我们说可以实现多个接口，同样，一个接口也可以被多个类实现的。这样做的好处是我们的程序就可以面向接口编程了，这样我们程序员就可以很方便的灵活切换各种业务实现了

接口案例

通过两个类实现同一个接口，完成两个方式的输出和计算平均分，如果需要修改方式只需要在管理类中将对应的way1改为way2对象即可，使用接口类来接收对象，完成向上转型，就可以多态地调用不同方法，同时改动幅度最小。

package com.javaadvance;import java.util.ArrayList;public interface AbstractWay {void printScore(ArrayList<Student> students);double getAverage(ArrayList<Student> students);
}

package com.javaadvance;import java.util.ArrayList;public class Way2 implements AbstractWay {@Overridepublic void printScore(ArrayList<Student> students) {int boy = 0;int girl = 0;for (int i = 0; i < students.size(); i++) {System.out.println("学生姓名:" + students.get(i).getName() +"\t性别：" + students.get(i).getGender() +"\t成绩：" + students.get(i).getScore());if ('男' == students.get(i).getGender()) boy++;if ('女' == students.get(i).getGender()) girl++;}System.out.println("男生个数：" + boy);System.out.println("女生个数：" + girl);}@Overridepublic double getAverage(ArrayList<Student> students) {double sum = 0;double min = students.get(0).getScore();double max = min;for (Student student : students) {sum += (int) student.getScore();if(student.getScore()>max)max=student.getScore();if(student.getScore()<min)min=student.getScore();}return (sum-max-min) / (students.size()-2);}
}

package com.javaadvance;import java.util.ArrayList;public class Way1 implements AbstractWay{@Overridepublic void printScore(ArrayList<Student> students) {for (int i = 0; i < students.size(); i++) {System.out.println("学生姓名:" + students.get(i).getName() +"\t性别：" + students.get(i).getGender() +"\t成绩：" + students.get(i).getScore());}}@Overridepublic double getAverage(ArrayList<Student> students) {double sum = 0;for (Student student : students) {sum += (int) student.getScore();}return sum / students.size();}
}

package com.javaadvance;import java.util.ArrayList;public class ClassManage {private ArrayList<Student> students;private AbstractWay way = new Way2();public ClassManage(ArrayList<Student> students) {this.students = students;}public ClassManage() {}public ArrayList<Student> getStudents() {return students;}public void setStudents(ArrayList<Student> students) {this.students = students;}public void printInfo() {way.printScore(this.students);}public double getAverage() {return way.getAverage(this.students);}
}

package com.javaadvance;import java.util.ArrayList;public class ClassTest {public static void main(String[] args) {ArrayList<Student> students = new ArrayList<Student>();Student student1=new Student("叮当猫",'男',99);Student student2=new Student("大熊",'男',59);Student student3=new Student("静香",'女',98.5);Student student4=new Student("胖虎",'男',10);Student student5=new Student("劲夫",'男',20);students.add(student1);students.add(student2);students.add(student3);students.add(student4);students.add(student5);ClassManage classManage = new ClassManage(students);classManage.printInfo();System.out.println(classManage.getAverage());}
}

接口的其他细节：JDK8开始，接口中新增的三种方法

增强功能，如果100个实现类需要更改功能，每个类都去重写很麻烦，所以使用默认方法直接调用即可。增强了接口的能力，更便于项目的扩展和维护。

默认方法:必须使用default修饰，默认会public修饰，default void test(){允许有方法体}，实例方法:对象的方法。必须使用实现类的对象来访问。必须使用实现类的对象访问默认方法。
私有方法:必须使用private修饰。JDK9开始支持，对象的方法，只能接口类内调用。
静态方法:必须使用static修饰，默认使用public的。

接口很多成员默认使用public因为需要给别人使用暴露。