【Java】抽象类和接口
文章目录
- 一、抽象类
-
- 1.抽象类的概念
- 2.抽象类的语法
- 3.抽象类的特性
- 4.抽象类的作用
- 二、接口
-
- 1.接口的概念
- 2.语法规则
- 3.接口的使用
- 4.接口的特性
- 5.实现多个接口
- 6.接口间的继承
- 7.接口的使用实例
- 8.Clonable 接口和深拷贝
- 9.抽象类和接口的区别
- 三、Object类
-
- 1.获取对象信息
- 2.对象的比较equals方法
- 3.hashcode方法
一、抽象类
1.抽象类的概念
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，那么这样的类就是抽象类
2.抽象类的语法
在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体
abstract class Shape {
public abstract void draw();
}
注意： 抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法
3.抽象类的特性
1.抽象类不能直接实例化
Shape shape = new Shope();//Error Shape是抽象的：无法实例
2.抽象方法不能是private的
abstract class Shape {
private abstract void draw();//Error 非法的修饰符组合：abstract和private
}
3.抽象方法不能被final和static修饰，因为抽象方法要被子类重写
abstract class Shape {
public abstract final void draw();//Error 非法的修饰符组合：abstract和final
public abstract static void method();//Error 非法的修饰符组合：abstract和static
}
4.抽象类必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也是抽象类，必须要使用abstract修饰
abstract class Shape {
public abstract void draw();
}
class Cycle extends Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("矩形");
}
}
class Rect extends Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("⚪");
}
}
class Triangle extends Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("三角形");
}
}
public class Test {
public static void ShapeMap(Shape shape){
shape.draw();
}
public static void main(String[] args) {
ShapeMap(new Cycle());
ShapeMap(new Rect());
ShapeMap(new Triangle());
}
}
5.抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类
6.抽象类中可以有构造方法，供子类创建对象时，初始化父类的成员变量
4.抽象类的作用
抽象类本身是不可以被实例化的，要想使用，只能创建该抽象类的子类，由子类重写父类中的抽象类。
使用继承抽象类的代码比继承普通类的好处就在于：实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题
很多语法存在的意义都是为了 “预防出错”, 例如我们曾经用过的 final 也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们.
充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的.
二、接口
1.接口的概念
接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。
在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型
2.语法规则
接口的定义格式与定义类的格式基本相同，将class关键字换成 interface 关键字，就定义了一个接口
interface 接口名称{
// 抽象方法
public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配，可以不写
public void method2();
abstract void method3();
void method4();
// 注意：在接口中上述写法都是抽象方法，跟推荐方式4，代码更简洁
}
提示：
1.创建接口时，接口的命名一般以大写字母I开头
2.接口的命名一般使用"形容词"词性的单词
3.阿里编程规范中约定，接口中的方法和属性不要加任何修饰符号，保持代码的简洁性
3.接口的使用
接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法
public class 类名称 implements 接口名称{
// ...
}
注意：子类和父类之间是extends继承关系，类和接口之间是implements实现关系
4.接口的特性
1.接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象
2. 接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即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)
3. 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
4. 重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限
5. 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
6. 接口中不能有静态代码块和构造方法
7. 接口虽然不是类，但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class
8. 如果类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类
9. jdk8中：接口中还可以包含default方法
5.实现多个接口
在Java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类，即Java中不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口
举例
动物类：
public abstract class Animal {
public String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
public abstract void eat();
}
接口类：
public interface IRun {
void run();
}
public interface IFly {
void fly();
}
public interface ISwim {
void swim();
}
狗类
public class Dog extends Animal implements IRun,ISwim{
public Dog (String name) {
super(name);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(this.name+"正在吃狗粮");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"正在用四条腿跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name+"正在用四条腿游泳");
}
}
鸟类
public class Bird extends Animal implements IRun,IFly{
public Bird(String name) {
super(name);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(this.name+"正在吃鸟粮");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name+"正在用翅膀飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"正在用两条腿跑");
}
}
鸭类
public class Duck extends Animal implements IRun,IFly,ISwim{
public Duck(String name) {
super(name);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(this.name+"正在吃鸭粮");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name+"正在用两只翅膀飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"正在用两条腿跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name+"正在用两只鸭掌游泳");
}
}
注意： 一个类实现多个接口时，每个接口中的抽象方法都要实现，否则类必须设置为抽象类
上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口.
继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是 具有 xxx 特性
时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型. 有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力
6.接口间的继承
在Java中，类和类之间是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的。
接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字
interface IRunning {
void run();
}
interface ISwimming {
void swim();
} // 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
}
class Frog implements IAmphibious {
...
}
通过接口继承创建一个新的接口 IAmphibious 表示 “两栖的”. 此时实现接口创建的 Frog 类, 就继续要实现 run 方法, 也需要实现 swim 方法
接口间的继承相当于把多个接口合并在一起
7.接口的使用实例
给对象数组排序
class Student implements Comparable<Student> {
public String name;
public int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
//return this.name.compareTo(o.name);//以名字作比较
return this.age - o.age;//以年龄作比较
/*if(this.age > o.age){//这个也是以年龄作比较
return 1;
}else if(this.age == o.age){
return 0;
}else{
return -1;
}*/
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student("zhangsan",10);
Student student1 = new Student("lisi",30);
if(student.compareTo(student1) > 0) {
System.out.println("student > student1");
}else {
System.out.println("student <= student1");
}
}
}
针对一个对象我们可以使用Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法
compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象.
然后比较当前对象和参数对象的大小关系(按分数来算).
如果当前对象应排在参数对象之前, 返回小于 0 的数字;
如果当前对象应排在参数对象之后, 返回大于 0 的数字;
如果当前对象和参数对象不分先后, 返回 0;
class Student implements Comparable<Student> {
public String name;
public int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
//return this.name.compareTo(o.name);//以名字作比较
return o.age - this.age;//以年龄作比较
/*if(this.age > o.age){//这个也是以年龄作比较
return 1;
}else if(this.age == o.age){
return 0;
}else{
return -1;
}*/
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student[] student = new Student[3];
student[0] = new Student("zhangsan",32);
student[1] = new Student("lisi",45);
student[2] = new Student("wangwu",22);
Arrays.sort(student);
System.out.println(Arrays.toString(student));
}
}
注意事项: 对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 “可比较” 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则
8.Clonable 接口和深拷贝
Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.
Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 “拷贝”. 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常
class Animal implements Cloneable {
private String name;
@Override
public Animal clone() {
Animal o = null;
try {
o = (Animal)super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return o;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal();
Animal animal2 = animal.clone();
System.out.println(animal == animal2);
}
}
浅拷贝和深拷贝
class Money implements Cloneable{
public double money = 12.5;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
class Person implements Cloneable{
public String name;
public Money m;
public Person(String name) {
this.name = name;
m = new Money();
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//return super.clone();
Person tmp = (Person) super.clone();
tmp.m = (Money) this.m.clone();
return tmp;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Person person1 = new Person("张三");
Person person2 = (Person) person1.clone();
System.out.println("修改之前："+person1.m.money);//12.5
System.out.println("修改之前："+person2.m.money);//12.5
person2.m.money = 99.9;
System.out.println("修改之后："+person1.m.money);// 12.5
System.out.println("修改之后："+person2.m.money);// 99.9
}
}
浅拷贝
深拷贝
9.抽象类和接口的区别
抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式. 都需要重点掌握. 同时又要认清两者的区别(重要!!! 常见面试题).
核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法.
1.结构组成：抽象类是普通类+抽象方法，接口时抽象方法+静态常量
2.权限：抽象类适用于各种权限，接口只能是public
3.子类的使用：抽象类使用extends关键字继承抽象类，接口使用implements关键字实现接口
4.关系：一个抽象类可以实现若干接口，接口不能继承抽象类，但是接口可以使用extends关键字继承多个父接口
5.子类限制：一个子类只能继承一个抽象类，一个子类可以实现多个接口
三、Object类
Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收
使用Object来接受所有类
class Person {
}
class Student {
}
public class Test1 {
public static void fun(Object object) {
System.out.println(object);
}
public static void main(String[] args) {
fun(new Person());
fun(new Student());
}
}
1.获取对象信息
如果要打印对象中的内容，可以直接重写Object类中的toString()方法
public String toString() {
return getClass().getName() + "@"
+ Integer.toHexString(hashCode());
}
2.对象的比较equals方法
在Java中，==进行比较时
a.如果==左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同
b.如果==左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同
c.如果要比较对象中内容，必须重写Object中的equals方法，因为equals方法默认也是按照地址比较的：
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("张三",10);
Person person1 = new Person("张三",10);
int a = 10;
int b = 10;
System.out.println(a==b);
System.out.println(person == person1);
System.out.println(person.equals(person1));
}
}
Person类重写equals方法，然后比较
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (obj == null) {
return false;
}
if (this == obj) {
return true;
}
// 不是Person类对象
if (!(obj instanceof Person)) {
return false;
}
Person person = (Person) obj ; // 向下转型，比较属性值
return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age ;
}
}
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("张三",10);
Person person1 = new Person("张三",10);
int a = 10;
int b = 10;
System.out.println(a==b);
System.out.println(person == person1);
System.out.println(person.equals(person1));
}
}
结论： 比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法
3.hashcode方法
public String toString() {
return getClass().getName() + "@"
+ Integer.toHexString(hashCode());
}
在以上这个toString方法的源码当中有一个hashcode()方法,它可以算一个，具体的对象位置，这里面涉及数据结构，但是我们还没学数据结
构，没法讲述，所以我们只能说它是个内存地址。然后调用Integer.toHexString()方法，将这个地址以16进制输出
hashcode方法源码：
public native int hashCode();
该方法是一个native方法，底层是由C/C++代码写的。我们看不到。
我们认为两个名字相同，年龄相同的对象，将存储在同一个位置，如果不重写hashcode()方法，我们可以来看示例
代码：
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("张三",20);
Person person1 = new Person("张三",20);
System.out.println(person.hashCode());
System.out.println(person1.hashCode());
}
}
注意事项： 两个对象的哈希值不一样
重写hashcode()方法：
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("张三",20);
Person person1 = new Person("张三",20);
System.out.println(person.hashCode());
System.out.println(person1.hashCode());
}
}
注意事项： 哈希值一样
结论：
1.hashcode方法用来期待对象在内存中存储的位置是否相同
2.事实上hashCode()在散列表中才有用，在其他情况下没有。在散列表中hashCode()的作用时捕获对象的散列表码，进而确定该对象在散列表中的位置