Day10-接口、多态

第一章 接口

接口，是Java语言中一种引用数据类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法 （JDK 9）。

引用数据类型：数组、类和接口
接口不是类，是引用数据类型

定义格式

public interface 接口名称 {
	// 抽象方法
	// 默认方法
	// 静态方法
	// 私有方法
}

1. 抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。
2. 默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
3. 静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。
4. 私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

public interface InterFaceName {
	public abstract void method();
	public default void method1()
		//执行语句
	}
	public static void method2()
		//执行语句
	}
	private void method() { 
		// 执行语句	
	}	
}

基本实现

class 类名 implements 接口名 {
	// 重写接口中抽象方法【必须】
	// 重写接口中默认方法【可选】 
}

1. 抽象方法必须全部实现（修饰符abstract可以省略）。
2. 默认方法可以继承，可以重写。只能通过对象调用。
3. 静态方法只能通过接口名调用。
4. 私有方法只有默认方法可以调用。
5. 私有静态方法可以由默认方法和静态方法调用。

   从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。

接口的多实现

在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类可以实现多个接口，这就叫做接口的多实现。

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
	// 重写接口中抽象方法【必须】
	// 重写接口中默认方法【不重名时可选】
}

1. 抽象方法必须全部重写。如果有重名的，只需要重写一次。
2. 默认方法都可以继承使用。如果默认方法有重名，必须重写一次。
3. 静态方法重名并不会引起冲突，原因是静态方法只能通过接口名调用。

优先级问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。

接口的多继承

接口的继承使用 extends 关键字，子接口继 承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。

小贴士：
子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

其他成员的特点

• 接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static final修饰。
• 接口中，没有构造方法，不能创建对象，没有 静态代码块。

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第二章 多态

定义

• 多态：只同一行为，具有多个不同的表现形式。

前提【重点】

1. 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，没意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

多态的体现

格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象
变量名.方法名();

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

package cn.itcast.day10.demo01;

public abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

package cn.itcast.day10.demo01;

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("miaomiaomiao");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01;

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("wangwangwang");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal one = new Cat();
        one.eat();//miaomiaomiao

        Animal two = new Dog();
        two.eat();//wangwangwang
    }
}

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

多态的好处

package cn.itcast.day10.demo01;

public class Demo02Benifit {
    public static void main(String[] args) {
        Cat a = new Cat();
        Dog b = new Dog();

        a.eat();
        b.eat();

        /*
        * 以下两种方法效果一致，第二种方法体现了多态的好处
        * */
        showCatEat(a);
        showDogEat(b);

        showAnimalEat(a);//miaomiaomiao
        showAnimalEat(b);//wangwangwang

    }
    public static void showCatEat(Cat a){
        a.eat();
    }
    public static void showDogEat(Dog a){
        a.eat();
    }
    public static void showAnimalEat(Animal a){
        a.eat();
    }

}

多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

引用类型转换

1. 向上转型

多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

2. 向下转型

父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

package cn.itcast.day10.demo01;

public abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

package cn.itcast.day10.demo01.demo02;

import cn.itcast.day10.demo01.Animal;

public class Mouse extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("zhizhizhi");
    }
    public void showMouseEat(){
        System.out.println("zhizhi");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01.demo02;

import cn.itcast.day10.demo01.Animal;

public class Demo01UpDown {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Mouse();
        a.eat();//zhizhizhi

        Mouse b = (Mouse) a;
        b.showMouseEat();//zhizhi
    }
}

转型的异常

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
 		// 向上转型
		Animal a = new Cat();
		a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat 
		
		// 向下转型 
		Dog d = (Dog)a; 
		d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】 
	}	
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了 Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型

• 如果变量属于该数据类型，返回true。
• 如果变量不属于该数据类型，返回false。

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第三章 接口多态的综合案例

笔记本电脑

笔记本电脑（laptop）通常具备使用USB设备的功能。在生产时，笔记本都预留了可以插入USB设备的USB接口， 但具体是什么USB设备，笔记本厂商并不关心，只要符合USB规格的设备都可以。

定义USB接口，具备最基本的开启功能和关闭功能。鼠标和键盘要想能在电脑上使用，那么鼠标和键盘也必须遵守 USB规范，实现USB接口，否则鼠标和键盘的生产出来也无法使用。

分析

进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘

• USB接口，包含开启功能、关闭功能
• 笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能
• 鼠标类，要实现USB接口，并具备点击的方法
• 键盘类，要实现USB接口，具备敲击的方法

实现

package cn.itcast.day10.demo01.demo03;

public interface Usb {
    public abstract void open();
    public abstract void close();

}

package cn.itcast.day10.demo01.demo03;

public class Mouse implements Usb {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("开启鼠标");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click(){
        System.out.println("鼠标点击");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01.demo03;

public class KeyBoard implements Usb {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("键盘打开");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("键盘关闭");
    }

    public void tunk(){
        System.out.println("键盘敲击");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01.demo03;

public class LapTop {
    public void run(){
        System.out.println("笔记本运行");
    }

    public void useUsb(Usb u){
        if(u!=null){
            u.open();
            if(u instanceof Mouse){
                ((Mouse) u).click();
            }else if(u instanceof KeyBoard){
                ((KeyBoard) u).tunk();
            }
            u.close();
        }
    }

    public void shutDown(){
        System.out.println("笔记本关机");
    }
}

package cn.itcast.day10.demo01.demo03;

public class Demo01LapTop {
    public static void main(String[] args) {
        LapTop l = new LapTop();
        l.run();

        Usb m = new Mouse();
        l.useUsb(m);

        KeyBoard k = new KeyBoard();
        l.useUsb(k);

        l.shutDown();
    }
}