java学习day10——接口、多态
文章目录
- 接口
- 接口的定义基本格式
- 接口的抽象方法定义
- 接口的抽象方法使用
- 接口的默认方法使用
- 接口的静态方法定义
- 接口的私有方法定义
- 普通私有方法
- 静态私有方法
- 接口的常量定义和使用
- 接口的内容小结
- 继承父类并实现多个接口
- 接口之间的多继承
- 多态
- 多态中成员方法的使用特点
- 多态的好处
- 对象的向上转型
- 对象的向下转型
- instanceof关键字
- 案例分析
接口
接口的定义基本格式
接口就是多个类的公共规范
接口是一种引用数据类型，最重要的内容就是其中的抽象方法
如何定义一个接口的格式：
public interface 接口名称{
//接口内容
}
备注：换成了关键字interface之后，编译生成的字节码文件仍然是：.java --> .class
如果是java7，那么接口中包含的内容有：
- 常量
- 抽象方法
如果是java8，还可以额外包含有：
- 默认方法
- 静态方法
如果是java9，还可以额外包含有：
- 私有方法
接口的抽象方法定义
在任何版本的java中，接口都能定义抽象方法
接口和抽象类的区别
注意事项：
- 接口当中的抽象方法，修饰符必须是两个固定的关键字：public abstract
- 这两个关键字修饰符，可以选择性地省略
- 方法的三要素，可以随意定义
public interface MyInterfaceAbstract {
// 这是一个抽象方法
public abstract void methodAbs1();
// 这也是抽象方法
abstract void methodAbs2();
// 这也是抽象方法
public void methodAbs3();
// 这也是抽象方法
void methodAbs4();
}接口的抽象方法使用
接口使用步骤：
- 接口不能直接使用，必须有一个“实现类”来“实现”该接口。
格式：
public class 实现类名称 implements 接口名称 {
// …
} - 接口的实现类必须覆盖重写（实现）接口中所有的抽象方法
去掉abstract关键字，加上方法体大括号 - 创建实现类的对象，进行使用
public class MyInterfaceAbstractImpl implements MyInterfaceAbstract {
@Override
public void methodAbs1() {
System.out.println("这是第一个方法");
}
@Override
public void methodAbs2() {
System.out.println("这是第二个方法");
}
@Override
public void methodAbs3() {
System.out.println("这是第三个方法");
}
@Override
public void methodAbs4() {
System.out.println("这是第四个方法");
}
}注意事项：
如果实现类并没有覆盖重写接口中所有抽象方法，那么这个实现类自己就必须是抽象类
public class Demo01Interface {
public static void main(String[] args) {
//创建实现类的对象使用
MyInterfaceAbstractImpl impl = new MyInterfaceAbstractImpl();
impl.methodAbs1();
impl.methodAbs2();
}
}接口的默认方法使用
从java8开始，接口里允许定义默认方法。
格式：
public default 返回值类型 方法名称（参数列表）{
方法体
}
备注：接口当中的默认方法可以解决接口升级的问题
public interface MyInterfaceDefault {
// 抽象方法
public abstract void methodAbs();
// 新添加了一个抽象方法，会对实现类造成影响
// public abstract void methodAbs2();
// 新添加的方法，改成默认方法
public default void methodDefault(){
System.out.println("这是新添加的默认方法");
}
}两个实现类
public class MyInterfaceDefaultA implements MyInterfaceDefault {
@Override
public void methodAbs() {
System.out.println("实现了抽象方法，AAA");
}
}public class MyInterfaceDefaultB implements MyInterfaceDefault {
@Override
public void methodAbs() {
System.out.println("实现了抽象方法，BBB");
}
@Override
public void methodDefault() {
System.out.println("实现类覆盖重写了接口的default方法");
}
}- 接口的默认方法，可以通过接口的实现类对象直接调用
- 接口的默认方法，也可以被接口实现类进行覆盖重写
public class Demo02Interface {
public static void main(String[] args) {
MyInterfaceDefaultA a = new MyInterfaceDefaultA();
a.methodAbs(); // 调用抽象方法，实际运行的是右侧实现类
//调用默认方法，如果实现类中没有，会向上找接口
a.methodDefault();
MyInterfaceDefaultB b = new MyInterfaceDefaultB();
b.methodAbs();
b.methodDefault();//实现类B覆盖重写了接口的默认方法
}
}结果
接口的静态方法定义
从java8开始，接口当中允许定义静态方法
格式：
public static 返回值类型 方法名称（参数列表）{
方法体
}
提示：就是将abstract或者default换成static即可，带上方法体
public interface MyInterfaceStatic {
public static void methodStatic(){
System.out.println("这是接口的静态方法");
}
}实现类
public class MyInterfaceStaticImpl implements MyInterfaceStatic {
// 没有抽象方法，不报错
}静态方法的调用
public class Demo03Interface {
public static void main(String[] args) {
MyInterfaceAbstractImpl impl = new MyInterfaceAbstractImpl();
//错误写法！
// impl.methodStatic();
// 直接通过接口名称调用静态方法
MyInterfaceStatic.methodStatic();
}
}注意：不能通过接口实现类的对象来调用接口当中的静态方法，静态跟对象没关系
正确用法：通过接口名称，直接调用其中的静态方法
格式：
接口名称.静态方法名（参数）;
接口的私有方法定义
问题描述：
我们需要抽取一个共有方法，用来解决两个默认方法之间重复代码的问题
但是这个共有方法不应该让实现类使用，应该是私有化的
解决方案：
从java9开始，接口当中允许定义私有方法
- 普通私有方法：解决多个默认方法之间重复代码问题
private 返回值类型 方法名称（参数列表）{
方法体
} - 静态私有方法：解决多个静态方法之间重复代码问题
private static 返回值类型 方法名称（参数列表）{
方法体
}
普通私有方法
public interface MyInterfacePrivateA {
public default void methodDefault1(){
System.out.println("默认方法1");
methodCommon();
}
public default void methodDefault2(){
System.out.println("默认方法2");
methodCommon();
}
private void methodCommon(){
System.out.println("AAA");
System.out.println("BBB");
System.out.println("CCC");
}
}静态私有方法
public interface MyInterfacePrivateB {
public static void methodStatic1(){
System.out.println("默认方法1");
methodStaticCommon();
}
public static void methodStatic2(){
System.out.println("默认方法2");
methodStaticCommon();
}
private static void methodStaticCommon(){
System.out.println("AAA");
System.out.println("BBB");
System.out.println("CCC");
}
}接口的常量定义和使用
接口当中也可以定义“成员变量”，但是必须使用public static final三个关键字进行修饰
从效果上看，这其实就是接口的【常量】
格式：
public static final 数据类型 常量名称 = 数据值；
备注：
一旦使用final关键字进行修饰，说明不可改变
注意事项：
- 接口当中的常量，可以省略public static final,注意：不写也照样是这样
- 接口当中的常量，必须进行赋值，不能不赋值
- 接口中常量的名称，使用完全大写的字母，用下划线进行分割
定义
public interface MyInterfaceConst {
// 这其实就是一个常量，一旦赋值，不可以修改
public static final int NUM_OF_MY_CLASS = 10;
}访问
public class Demo05Interface {
public static void main(String[] args) {
// 访问接口中的常量
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS);
}
}接口的内容小结
- 成员变量其实是常量，【格式】：
public static final 数据类型 常量名称 = 数据值；
【注意】：常量必须进行赋值，而且一旦赋值不能改变
常量名称完全大写，用下划线进行分隔 - 接口中最重要的就是抽象方法，【格式】：
public abstract 返回值类型 方法名称（参数列表）；
【注意】：实现类必须覆盖重写接口的所有抽象方法，除非实现类是抽象类 - 从java8开始，接口里允许定义默认方法，【格式】：
public default 返回值类型 方法名称（参数列表）{方法体}
【注意】：默认方法也可以被覆盖重写 - 从java8开始，接口里允许定义静态方法，【格式】：
public static 返回值类型 方法名称（参数列表）{方法体}
【注意】：应该通过接口名称进行调用，不能通过实现类对象调用接口静态方法 - 从java9开始，接口里允许定义私有类方法，【格式】：
普通私有方法：private 返回值类型 方法名称（参数列表）{方法体}
静态私有方法：private static 返回值类型 方法名称（参数列表）{方法体}
【注意】：private的方法只有接口自己才能调用，不能被实现类或别人使用。
继承父类并实现多个接口
使用接口时，需注意：
- 接口是没有静态代码块或构造方法的
- 一个类的直接父类是唯一的，但是一个类可以同时实现多个接口
格式：
public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA,MyInterfaceB{
//覆盖重写所有抽象方法
} - 如果实现类所实现的多个接口当中存在重复的抽象方法，那么只需要覆盖重写一次即可
- 如果实现类没有覆盖重写所有接口当中的所有抽象方法，那么实现类就必须是一个抽象类
- 如果实现类所实现的多个接口当中，存在重复的默认方法，那么实现类一定要对冲突的默认方法进行覆盖重写
- 一个类如果直接父类当中的方法和接口当中的默认方法产生了冲突，优先用父类当中的方法
接口之间的多继承
- 类与类之间是单继承的，直接父类只有一个
- 类与接口之间是多实现的，一个类可以实现多个接口
- 接口与接口之间是多继承的
多态
extends继承或者implements实现，是多态性的前提
代码当中体现多态性，其实就是一句话，父类引用指向子类对象
格式：
父类名称 对象名 = new 子类名称();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称();
多态中成员方法的使用特点
在多态的代码中，成员方法的访问规则是：
看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找
public class Fu {
int num = 10;
public void method(){
System.out.println("父类方法");
}
public void methodFu(){
System.out.println("父类特有方法");
}
}public class Zi extends Fu {
int num = 20;
@Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}
public void methodZi(){
System.out.println("子类特有方法");
}
}public class Demo01Multi {
public static void main(String[] args) {
// 使用多态的写法
//左侧父类的引用，指向了右侧子类的对象
Fu obj = new Zi();
obj.method(); //父子都有，优先用子
obj.methodFu(); //子类没有，父类有，向上找到父类
}
}【注意】编译看左边，运行看右边
多态的好处
对象的向上转型
其实就是多态写法：
父类名称 对象名 = new 子类名称();
eg: Animal animial = new Cat();
含义：右侧创建一个子类对象，把它当作父类来看待使用
注意事项：向上转型一定是安全的，从小范围转向了大范围
对象的向下转型
向上转型有一个弊端：对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容
解决方案：用对象的向下转型【还原】
格式：
子类名称 对象名 = （子类名称）父类对象；
含义：将父类对象，【还原】成为本来的子类对象
类似于： 基本数据类型的强制数据转换
父类
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}猫——子类
public class Cat extends Animal{
@Override
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
public void catchMouse(){
System.out.println("猫抓老鼠");
}
}狗——子类
public class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("狗吃屎");
}
public void watchHouse(){
System.out.println("狗看家");
}
}main方法
public class down {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Cat();//本来是猫，向上转型为动物
animal.eat();//猫吃鱼
/*
注意事项：
1. 必须保证对象本来创建的时候，就是猫，才能够向下转型为猫。
2. 如果对象创建的时候本来不是猫，现在非要向下转型为猫，就会报错（ClassCastException）。
*/
// 向下转型，进行【还原】动作
Cat cat = (Cat) animal;//本来是猫，意见被当作动物了，还原回来成为本来的猫
cat.catchMouse();//猫抓老鼠
//本来是猫，现在非要当成狗c
Dog dog = (Dog) animal;//错误写法！编译不会报错，但是会出现异常 java.lang.ClassCastException
}
}instanceof关键字
知道一个父类引用的对象本来是什么子类
格式：
对象 instanceof 类名称
这将会得到一个boolean值结果，也就是判断前面的对象能不能当作后面类型的实例
public class Demo02Instanceof {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Cat();
animal.eat();
if(animal instanceof Dog){
Dog dog =(Dog) animal;
dog.watchHouse();
}
if(animal instanceof Cat){
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse();
}
}
// instanceof 的作用，不知道传入参数的类型时使用
public static void giveMeAPat(Animal animal){
if(animal instanceof Dog){
Dog dog =(Dog) animal;
dog.watchHouse();
}
if(animal instanceof Cat){
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse();
}
}
}案例分析
USB接口
public abstract interface USB {
public abstract void open();//打开设备
public abstract void close();//关闭设备
}笔记本类
public class Computer {
public void powerOn() {
System.out.println("笔记本电脑开机");
}
public void powerOff() {
System.out.println("笔记本电脑关机");
}
// 使用USB设备的方法
public void useDevice(USB usb) {
usb.open();
usb.close();
if (usb instanceof Keyboard) {
Keyboard keyboard = (Keyboard) usb;
keyboard.type();
} else if (usb instanceof Mouse) {
Mouse mouse = (Mouse) usb;
mouse.click();
}
}
}鼠标类
public class Mouse implements USB {
@Override
public void open() {
System.out.println("打开鼠标");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("关闭鼠标");
}
public void click(){
System.out.println("点击鼠标");
}
}键盘类
public class Keyboard implements USB {
@Override
public void open() {
System.out.println("打开键盘");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("关闭键盘");
}
public void type(){
System.out.println("键盘输入");
}
}Main方法
public class DemoMain {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new Computer();
computer.powerOn();
//准备一个鼠标，供电脑使用
//首先进行向上转型
USB usbMouse = new Mouse();
computer.useDevice(usbMouse);
//创建一个USB键盘
Keyboard keyboard = new Keyboard();
//方法参数时USB类型，传递进去的是实现类对象
computer.useDevice(keyboard);//正确写法！也发生了向上转型
computer.powerOff();
}
}