2.0 接口、多态

第一章 接口
1.1 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。

1.2  定义格式

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。

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。

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:

1.3 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:

        1. 必须重写接口中所有抽象方法。

        2. 继承了接口的默认方法,即可以直接调用,也可以重写。

抽象方法的使用

必须全部实现,代码如下:

定义接口:

定义实现类:

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。

1. 继承默认方法,代码如下:

2. 重写默认方法,代码如下:

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:

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

1.4 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:

[ ]: 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:

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:

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:

1.5 接口的多继承【了解】

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:

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。

1.6 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。

第二章 多态

2.1 概述

引入

多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。

生活中,比如跑的动作,小猫、小狗和大象,跑起来是不一样的。再比如飞的动作,昆虫、鸟类和飞机,飞起来也是不一样的。可见,同一行为,通过不同的事物,可以体现出来的不同的形态。多态,描述的就是这样的状态。

定义

多态 : 是指同一行为,具有多个不同表现形式。

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,无意义】

3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

2.2 多态的体现

多态体现的格式:

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。

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。

2.3 多态的好处

实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法,进行方法的调用,更能体现出多态的扩展

性与便利。代码如下:

由于多态特性的支持, showAnimalEat方法的Animal类型,是Cat和Dog的父类类型,父类类型接收子类对象,当然可以把Cat对象和Dog对象,传递给方法。

当eat方法执行时,多态规定,执行的是子类重写的方法,那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致,所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代,在扩展性方面,无论之后再多的子类出现,我们都不需要编写showXxxEat方法了,直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以,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。

2.4 引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种:

向上转型

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。

当父类引用指向一个子类对象时,便是向上转型。

使用格式:

向下转型

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。

一个已经向上转型的子类对象,将父类引用转为子类引用,可以使用强制类型转换的格式,便是向下转型。

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。

转型的异常

转型的过程中,一不小心就会遇到这样的问题,请看如下代码:

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:

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