抽象类和接口(Java程序设计)

愿得一心人,白头不相离。
愿你经历山河,归来仍是少年。

抽象类和接口(Java程序设计)_第1张图片
文章目录
1.抽象类
2.final修饰符
3.接口
4.接口编程案例
学习目标

前言
今天的日子:
抽象类和接口(Java程序设计)_第2张图片
在这个特殊的日子:
2020年是最浪漫的一年,谐音“爱你爱你”
5月20日是最浪漫的一天,寓意“我爱你”
20200520 寓意“爱你爱你我爱你”

抽象类和接口(Java程序设计)_第3张图片

  • 你是我修复不了的bug。
  • 我把你写进了while(1){你却自带break;}。
  • 不负代码不负君,面向对象面向卿。

程序猿不会表白?
你错了,他们表白都是依靠固定程序
而我们是创造属于我们独一无二的表白程序
没错,我们面对世界是循规蹈矩,但,我们面对你可以让世界变得循规蹈矩。

520表白神器
我有属于独一无二的表白神器

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抽象类

由来

父类中的方法,被它的子类们重写,子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体,只有声明还有意义,而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定,包含抽象方法 的类就是抽象类。

定义抽象方法 :

  • 没有方法体的方法。
  • 抽象类:包含抽象方法的类。

abstract使用格式

抽象方法
使用 abstract 关键字修饰方法,该方法就成了抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。

抽象的概括:
抽象类和接口(Java程序设计)_第5张图片

定义格式:
在这里插入图片描述
代码举例:
在这里插入图片描述

抽象类
如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。
在这里插入图片描述
代码举例:
在这里插入图片描述

定义格式:
在这里插入图片描述
抽象的使用

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则,该子类也必须声明为抽象类。最终,必须有子类实现该父 类的抽象方法,否则,从最初的父类到最终的子类都不能创建对象,失去意义。

代码举例:
抽象类和接口(Java程序设计)_第6张图片
此时的方法重写,是子类对父类抽象方法的完成实现,我们将这种方法重写的操作,也叫做实现方法

注意事项
关于抽象类的使用,以下为语法上要注意的细节,虽然条目较多,但若理解了抽象的本质,无需死记硬背。

  • 抽象类不能创建对象,如果创建,编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
  • 理解:假设创建了抽象类的对象,调用抽象的方法,而抽象方法没有具体的方法体,没有意义。
  • 抽象类中,可以有构造方法,是供子类创建对象时,初始化父类成员使用的。
  • 理解:子类的构造方法中,有默认的super(),需要访问父类构造方法。
  • 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。
  • 理解:未包含抽象方法的抽象类,目的就是不想让调用者创建该类对象,通常用于某些特殊的类结构设计。
  • 抽象类的子类,必须重写抽象父类中所有的抽象方法,否则,编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
  • 理解:假设不重写所有抽象方法,则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后,调用抽象的方法,没有意义。

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final修饰符

概述
学习了继承后,我们知道,子类可以在父类的基础上改写父类内容,比如,方法重写。那么我们能不能随意的继承 API中提供的类,改写其内容呢?显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况,Java提供了final 关键字, 用于修饰不可改变内容。

final: 不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。

  • 类:被修饰的类,不能被继承。
  • 方法:被修饰的方法,不能被重写。
  • 变量:被修饰的变量,不能被重新赋值。

修饰类
使用方式:
在这里插入图片描述
查询API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner 等,很多我们学习过的类,都是被final修饰的,目的就是供我们使用,而不让我们所以改变其内容。

修饰方法
格式如下:
在这里插入图片描述
重写被 final 修饰的方法,编译时就会报错。

修饰变量

  • 局部变量——基本类型

**基本类型的局部变量,被final修饰后,只能赋值一次,不能再更改。**代码如下:
抽象类和接口(Java程序设计)_第7张图片

思考,如下两种写法,哪种可以通过编译?
写法1:
抽象类和接口(Java程序设计)_第8张图片
写法2:在这里插入图片描述
根据 final 的定义,写法1报错!写法2,为什么通过编译呢?因为每次循环,都是一次新的变量c。这也是大家 需要注意的地方。

局部变量——引用类型
引用类型的局部变量,被final修饰后,只能指向一个对象,地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的 修改, 代码如下:
抽象类和接口(Java程序设计)_第9张图片
成员变量
成员变量涉及到初始化的问题,初始化方式有两种,只能二选一:

  • 显示初始化;
    在这里插入图片描述
  • 构造方法初始化。
    抽象类和接口(Java程序设计)_第10张图片
    被final修饰的常量名称,一般都有书写规范,所有字母都大写。

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接口

概述

接口,是Java语言中一种引用类型,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)。

接口的定义,它与定义类方式相似,但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件,但一定要明确它并 不是类,而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型:数组,类,接口。

接口的使用,它不能创建对象,但是可以被实现( implements ,类似于被继承)。一个实现接口的类(可以看做 是接口的子类),需要实现接口中所有的抽象方法,创建该类对象,就可以调用方法了,否则它必须是一个抽象类。

定义格式:
抽象类和接口(Java程序设计)_第11张图片
含有抽象方法

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。

代码如下:
在这里插入图片描述
含有默认方法和静态方法
默认方法:使用 default 修饰,不可省略,供子类调用或者子类重写。
静态方法:使用 static 修饰,供接口直接调用。

代码如下:
抽象类和接口(Java程序设计)_第12张图片
含有私有方法和私有静态方法
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。
代码如下:
在这里插入图片描述
基本的实现

实现的概述

类与接口的关系为实现关系,即类实现接口,该类可以称为接口的实现类,也可以称为接口的子类。实现的动作类 似继承,格式相仿,只是关键字不同,实现使用 implements 关键字。
非抽象子类实现接口:

  • 必须重写接口中所有抽象方法。
  • 继承了接口的默认方法,即可以直接调用,也可以重写。 实现格式:

在这里插入图片描述
抽象方法的使用

必须全部实现,代码如下:

定义接口:抽象类和接口(Java程序设计)_第13张图片
定义实现类:抽象类和接口(Java程序设计)_第14张图片
定义测试类:抽象类和接口(Java程序设计)_第15张图片
默认方法的使用
可以继承,可以重写,二选一,但是只能通过实现类的对象来调用。

  • 继承默认方法,代码如下:

定义接口:抽象类和接口(Java程序设计)_第16张图片
定义实现类:在这里插入图片描述
定义测试类:抽象类和接口(Java程序设计)_第17张图片
重写默认方法,代码如下:
定义接口:抽象类和接口(Java程序设计)_第18张图片
定义实现类:
抽象类和接口(Java程序设计)_第19张图片
定义测试类:抽象类和接口(Java程序设计)_第20张图片
静态方法的使用
静态与.class 文件相关,只能使用接口名调用,不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用,代码如下:
定义接口:在这里插入图片描述
定义实现类:在这里插入图片描述
定义测试类:抽象类和接口(Java程序设计)_第21张图片

  • 私有方法的使用 私有方法:只有默认方法可以调用。
  • 私有静态方法:默认方法和静态方法可以调用。

如果一个接口中有多个默认方法,并且方法中有重复的内容,那么可以抽取出来,封装到私有方法中,供默认方法 去调用。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。同学们在已学技术的基础上,可以自行测试。
定义接口:
抽象类和接口(Java程序设计)_第22张图片
接口的多实现
之前学过,在继承体系中,一个类只能继承一个父类。而对于接口而言,一个类是可以实现多个接口的,这叫做接口的多实现。并且,一个类能继承一个父类,同时实现多个接口。
实现格式:
在这里插入图片描述
[ ]: 表示可选操作。

抽象方法
接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的,只需要重写一次。代码如下:
定义多个接口:抽象类和接口(Java程序设计)_第23张图片
定义实现类:在这里插入图片描述
抽象类和接口(Java程序设计)_第24张图片
默认方法

接口中,有多个默认方法时,实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的,必须重写一次。代码如下:

定义多个接口:

抽象类和接口(Java程序设计)_第25张图片
定义实现类:
抽象类和接口(Java程序设计)_第26张图片
静态方法

接口中,存在同名的静态方法并不会冲突,原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

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。代码如下: 定义接口:
抽象类和接口(Java程序设计)_第27张图片
定义父类:抽象类和接口(Java程序设计)_第28张图片
定义子类:
在这里插入图片描述
定义测试类:
抽象类和接口(Java程序设计)_第29张图片
接口的多继承
一个接口能继承另一个或者多个接口,这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字,子接口继 承父接口的方法。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。 代码如下:
定义父接口:
抽象类和接口(Java程序设计)_第30张图片
定义子接口:
抽象类和接口(Java程序设计)_第31张图片
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。
  • 接口中,没有静态代码块。

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接口编程案例

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在Java 9+版本中,接口的内容可以有:

1. 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。

2. 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所有的抽象方法,除非实现类是抽象类。

3. 从Java 8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

4. 从Java 8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

5. 从Java 9开始,接口里允许定义私有很乏,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。

抽象类和接口(Java程序设计)_第33张图片

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学业目标

  • 描述抽象方法的概念
  • 写出抽象类的格式
  • 写出抽象方法的格式
  • 描述final修饰的类的特点
  • 描述final修饰的方法的特点
  • 写出定义接口的格式
  • 写出实现接口的格式
  • 说出接口中成员的特点
  • 【微信公众号】星沅传
  • 愿你和我一起成长-星沅
  • 持续《继承和多态(Java程序设计)》的学习
  • 会持续更新后面的学习

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