Java的第五周学习报告
作者：钟良堂
一：Java 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。
抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。
在Java中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。
抽象类
在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。如下实例：
public abstract class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number) {
System.out.println("Constructing an Employee");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public double computePay() {
System.out.println("Inside Employee computePay");
return 0.0;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Mailing a check to " + this.name + " " + this.address);
}
public String toString() {
return name + " " + address + " " + number;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String newAddress) {
address = newAddress;
}
public int getNumber() {
return number;
}
}
注意到该 Employee 类没有什么不同，尽管该类是抽象类，但是它仍然有 3 个成员变量，7 个成员方法和 1 个构造方法。 现在如果你尝试如下的例子：
public class AbstractDemo {
public static void main(String [] args) {
/* 以下是不允许的，会引发错误 */
Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
当你尝试编译AbstractDemo类时，会产生如下错误：
Employee.java:46: Employee is abstract; cannot be instantiated
Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
^1 error
继承抽象类
我们能通过一般的方法继承Employee类：
public class Salary extends Employee {
private double salary; //Annual salary
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
System.out.println("Mailing check to " + getName() + " with salary " + salary);
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary) {
if(newSalary >= 0.0) {
salary = newSalary;
}
}
public double computePay() {
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
}
尽管我们不能实例化一个 Employee 类的对象，但是如果我们实例化一个 Salary 类对象，该对象将从 Employee 类继承 7 个成员方法，且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。
public class AbstractDemo {
public static void main(String [] args) {
Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
s.mailCheck();
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
以上程序编译运行结果如下：
Constructing an EmployeeConstructing an EmployeeCall mailCheck using Salary reference --Within mailCheck of Salary classMailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0
Call mailCheck using Employee reference--Within mailCheck of Salary classMailing check to John Adams with salary 2400.
抽象方法
如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。
Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。
public abstract class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public abstract double computePay();
//其余代码
}
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。
继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。
如果Salary类继承了Employee类，那么它必须实现computePay()方法：
public class Salary extends Employee {
private double salary; // Annual salary
public double computePay() {
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
//其余代码
}
抽象类总结规定
- 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
- 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
- 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。
- 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类
二：Java 接口
接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。
接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。
接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。
接口与类相似点：
一个接口可以有多个方法。
接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。
接口与类的区别：
接口不能用于实例化对象。
接口没有构造方法。
接口中所有的方法必须是抽象方法。
接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
接口不是被类继承了，而是要被类实现。
接口支持多继承。
接口特性
接口中每一个方法也是隐式抽象的,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（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
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接口中的方法。
抽象类和接口的区别
- 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
- 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
- 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
- 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。
注：JDK 1.8 以后，接口里可以有静态方法和方法体了。
接口的声明
接口的声明语法格式如下：
interface 接口名称 extends 其他的接口名{
// 声明变量
// 抽象方法
}
Interface关键字用来声明一个接口。下面是接口声明的一个简单例子。
import java.lang.*; //引入包
public interface NameOfInterface {
//任何类型 final, static 字段
//抽象方法
}
接口有以下特性：
接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。
接口中的方法都是公有的。
实例
interface Animal {
public void eat();
public void travel();
}
接口的实现
当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。
类使用implements关键字实现接口。在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。
实现一个接口的语法，可以使用这个公式：
...implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称..., ...] ...
实例
public class MammalInt implements Animal{
public void eat(){
System.out.println("Mammal eats");
}
public void travel(){
System.out.println("Mammal travels");
}
public int noOfLegs(){
return 0;
}
public static void main(String args[]){
MammalInt m = new MammalInt();
m.eat();
m.travel();
}
}
以上实例编译运行结果如下:
Mammal eats
Mammal travels
重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：
类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。
在实现接口的时候，也要注意一些规则：
一个类可以同时实现多个接口。
一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。
接口的继承
一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。
下面的Sports接口被Hockey和Football接口继承：
public interface Sports {
public void setHomeTeam(String name);
public void setVisitingTeam(String name);
}
public interface Football extends Sports {
public void homeTeamScored(int points);
public void visitingTeamScored(int points);
public void endOfQuarter(int quarter);
}
public interface Hockey extends Sports {
public void homeGoalScored();
public void visitingGoalScored();
public void endOfPeriod(int period);
public void overtimePeriod(int ot);
}
Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法。
相似的，实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口。
在Java中，类的多继承是不合法，但接口允许多继承。
在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。 如下所示：
public interface Hockey extends Sports, Event
以上的程序片段是合法定义的子接口，与类不同的是，接口允许多继承，而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法。
标记接口
最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。
标记接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。
标记接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。
例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：
package java.util.*;
public interface EventListener {}
没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的：
建立一个公共的父接口：
正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。
向一个类添加数据类型：
这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。
三：Java 数据结构
Java工具包提供了强大的数据结构。在Java中的数据结构主要包括以下几种接口和类：
枚举（Enumeration）
位集合（BitSet）
向量（Vector）
栈（Stack）
字典（Dictionary）
哈希表（Hashtable）
属性（Properties）
1：枚举（Enumeration）
枚举（Enumeration）接口虽然它本身不属于数据结构,但它在其他数据结构的范畴里应用很广。 枚举（The Enumeration）接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式。
例如，枚举定义了一个叫nextElement 的方法，该方法用来得到一个包含多元素的数据结构的下一个元素。
2：位集合（BitSet）
位集合类实现了一组可以单独设置和清除的位或标志。
该类在处理一组布尔值的时候非常有用，你只需要给每个值赋值一"位"，然后对位进行适当的设置或清除，就可以对布尔值进行操作了。
3：向量（Vector）
向量（Vector）类和传统数组非常相似，但是Vector的大小能根据需要动态的变化。
和数组一样，Vector对象的元素也能通过索引访问。
使用Vector类最主要的好处就是在创建对象的时候不必给对象指定大小，它的大小会根据需要动态的变化。
4：栈（Stack）
栈（Stack）实现了一个后进先出（LIFO）的数据结构。
你可以把栈理解为对象的垂直分布的栈，当你添加一个新元素时，就将新元素放在其他元素的顶部。
当你从栈中取元素的时候，就从栈顶取一个元素。换句话说，最后进栈的元素最先被取出。
5：字典（Dictionary）
字典（Dictionary） 类是一个抽象类，它定义了键映射到值的数据结构。
当你想要通过特定的键而不是整数索引来访问数据的时候，这时候应该使用Dictionary。
由于Dictionary类是抽象类，所以它只提供了键映射到值的数据结构，而没有提供特定的实现。
6：哈希表（Hashtable）
Hashtable类提供了一种在用户定义键结构的基础上来组织数据的手段。
例如，在地址列表的哈希表中，你可以根据邮政编码作为键来存储和排序数据，而不是通过人名。
哈希表键的具体含义完全取决于哈希表的使用情景和它包含的数据。
7：属性（Properties）
Properties 继承于 Hashtable.Properties 类表示了一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
Properties 类被许多Java类使用。例如，在获取环境变量时它就作为System.getProperties()方法的返回值。