学习JavaEE的日子 day16 抽象类，接口，多态，对象转型，内部类
Day16
1.抽象类及抽象方法的使用
*我们把没有方法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*
*抽象方法* ： 使用abstract关键字修饰，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
*抽象类*：如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。*注意：抽象类不一定有抽象方法，但是有抽象方法的类必须定义成抽象类。*
需求：编写人类为父类，编写两个子类（中国人、日本人）
抽象方法：没有代码块，使用abstract修饰的方法，交给非抽象的子类去实现
注意：
抽象方法必须在抽象类中
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。
//抽象类：使用abstract修饰
public abstract class Person {//父类
private String name;
private char sex;
private int age;
//无参构造，有参构造，get、set方法，省略
//抽象方法：没有代码块，使用abstract修饰的方法，交给非抽象的子类去实现
//注意：抽象方法必须在抽象类中
public abstract void eat();
public void sleep(){
System.out.println(this.name + "睡觉觉");
}
}
public abstract class Chinese extends Person{
private String id;
public Chinese() {
}
public Chinese(String name, char sex, int age, String id) {
super(name, sex, age);
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public abstract void hobbies();
}
public class SiChuan extends Chinese{
public SiChuan() {
}
public SiChuan(String name,char sex,int age,String id){
super(name, sex, age, id);
}
@Override
public void hobbies() {
System.out.println(super.getName() + "喜欢打麻将、炸金花");
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(super.getName() + "吃火锅、串串香");
}
}
public class Japanese extends Person{
private String yearNum;
public Japanese() {
}
public Japanese(String name, char sex, int age, String yearNum) {
super(name, sex, age);
this.yearNum = yearNum;
}
public String getYearNum() {
return yearNum;
}
public void setYearNum(String yearNum) {
this.yearNum = yearNum;
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(super.getName() + "吃马赛克");
}
}
//测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Japanese j = new Japanese("波多野结衣", '女', 18, "令和");
j.eat();
j.sleep();
System.out.println("-----------------------");
SiChuan sc = new SiChuan("小彭", '男', 21, "1234567890");
sc.eat();
sc.hobbies();
sc.sleep();
System.out.println("-----------------------");
GuangDong gd = new GuangDong("李嘉诚", '男', 97, "0987654321");
gd.eat();
gd.hobbies();
gd.sleep();
}
}
1.1抽象类的特征
抽象类的特征总结起来可以说是 有得有失
1.*有得：抽象类得到了拥有抽象方法的能力。*
2.*有失：抽象类失去了创建对象的能力。*****
其他成员（构造方法，实例方法，静态方法等）抽象类都是具备的。
1.2抽象类的细节
1.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。
2.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。
3.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。
4.抽象类的子类，必须重写抽象父类中****所有的****抽象方法，否则子类也必须定义成抽象类，编译无法通过而报错。
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。
5.抽象类存在的意义是为了被子类继承。
理解：抽象类中已经实现的是模板中确定的成员，抽象类不确定如何实现的定义成抽象方法，交给具体的子类去实现。
6.抽象方法只有实现
理解：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****。
2.抽象类及抽象方法的深入
面试题
1.抽象类不能有构造方法？
抽象类可以有构造方法
2.抽象类中只能有抽象方法？
抽象类中可以有属性、构造方法、成员方法、静态方法、抽象方法
3.抽象类中不可以没有抽象方法？
可以，但是这样毫无意义
（因为某些原因将方法设计成抽象的，抽象方法必须在抽象类中，这是你才会使用到抽象类）
4.什么原因将方法设计成抽象的？
这个方法应该在该类中，但是该方法不太好实现，就将方法设计成抽象的，交给非抽象的子类去实现
5.如果父类是抽象类，则子类必须实现父类的抽象方法？
不一定，如果子类是抽象类，可以不实现父类的抽象方法
6.可以使用new关键字来创建抽象类对象？
不可以,创建的是匿名子类的对象
public class Test02 {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person("弗罗兹·甘地",'男',23) {//底层是创建匿名类内类，不是抽象类
@Override
public void eat() {
System.out.println(super.getName() + "吃咖喱");
}
};
p.eat();
}
}
匿名类内类内存理解图1：
匿名类内类创建过程：
1.创建一个没有名字的匿名类(子类)，继承Person类(父类)，重写eat方法
2.创建匿名子类的对象
3.将匿名子类对象的内存地址赋值给父类的引用(多态)
3.接口的使用
理解：
1.接口是一个特殊的抽象类
2.JDK1.8之前，接口中只能有抽象方法及静态常量
3.JDK1.8开始，接口中允许使用抽象方法、静态常量、静态方法、默认方法
注意：
1.接口中的抽象方法默认添加public abstract（经验：一般把abstract去掉）
2.接口中的属性默认添加public static final (j静态常量)
3.接口中的默认方法默认添加public
应用场景：接口相当于是制定规则(标准)，再让实现类去实现
需求：设计学生管理系统项目的接口（列大纲）
分析：
学生管理系统管理一个一个的学生对象
管理 - 数据的操作：增、删、改、查
//实体类
public class Student {
private String name;
private char sex;
private int age;
private String classId;
private String id;
//无参构造，有参构造，get、set方法，省略
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", sex=" + sex + ", age=" + age + ", classId=" + classId + ", id=" + id + "]";
}
}
//学生管理系统的接口 (大纲)
public interface IStudentManagerSystem {
//静态常量
//默认使用public static final修饰
int NAME = 1;
int SEX = 2;
int AGE = 3;
int CLASS_ID = 4;
int ID = 5;
//抽象方法 (大纲)
//默认使用public abstract修饰
public void add(Student stu);//添加
public void delete(String classId,String id);//删除
public void update(String classId,String id,int type,Object val);//更新
public Student getStu(String classId,String id);//查询
//静态方法
public static void method01(){
System.out.println("IStudentManagerSystem接口中的静态方法");
}
//默认方法
//默认使用public修饰
default void method02(){
System.out.println("IStudentManagerSystem接口中的默认方法");
}
}
//学生管理系统的实现类
public class StudentManagerSystemImpl implements IStudentManagerSystem{
@Override
public void add(Student stu) {
}
@Override
public void delete(String classId, String id) {
}
@Override
public void update(String classId, String id, int type, Object val) {
}
@Override
public Student getStu(String classId, String id) {
return null;
}
}
//测试类
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
StudentManagerSystemImpl sms = new StudentManagerSystemImpl();
//调用实现类实现的方法
sms.add(new Student());
//调用默认方法
sms.method02();
//调用静态方法
IStudentManagerSystem.method01();
}
}
3.1定义格式
接口的声明：interface
接口名称：首字母大写，满足“驼峰模式”
interface 接口名称{
// 抽象方法
}
注意：接口可以多继承，类只能单继承。
3.2接口的实现
类与接口的关系为实现关系，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。
实现接口的格式
//接口的实现：
class 类名 implements 接口1,接口2,接口3...{
}
3.2.1 类实现接口的要求和意义
1.必须重写实现的全部接口中所有抽象方法。
2.如果一个类实现了接口，但是没有重写完全部接口的全部抽象方法，这个类也必须定义成抽象类。
3.*意义：接口体现的是一种规范，接口对实现类是一种强制性的约束，要么全部完成接口申明的功能，要么自己也定义成抽象类。这正是一种强制性的规范。*
4.接口的深入
面试题
1.一个类可以实现多个接口？
可以
2.一个接口可以实现多个接口？
不可以
但是一个接口可以继承多个接口
3.接口里面的方法不一定都是抽象的？
JDK1.8之前，接口中只能有抽象方法和静态常量
JDK1.8开始，接口中除了有抽象方法和静态常量以外，还可以有静态方法和默认方法
4.接口解决了类的单继承问题？
是的，因为一个类可以实现多个接口
5.一个类是否可以继承一个类并同时实现多个接口？
可以
6.接口可以new对象？
不可以，创建的是匿名实现类的对象
类 - 接口的关系：
类 - 类：单继承（一个类只能继承另一个类，不能继承多个类）
类 - 接口：多实现（一个类可以实现多个接口）
接口 - 接口：多继承（一个接口可以继承多个接口）
public interface I1 {
public void i1Method();
}
public interface I2 {
public void i2Method();
}
public interface I3 extends I4,I5{
public void i3Method();
}
public interface I4 {
public void i4Method();
}
public interface I5 {
public void i5Method();
}
public class B {
}
public class A extends B implements I1,I2,I3{//A 继承 B 实现I1，I2，I3接口
@Override
public void i2Method() {
}
@Override
public void i1Method() {
}
@Override
public void i4Method() {
}
@Override
public void i5Method() {
}
@Override
public void i3Method() {
}
}
5.多态
5.1类的多态
理解：子类对象指向父类引用；父类引用中存储的是子类对象在堆中开辟的内存地址
需求：使用代码描述出老师骑着自行车上班
分析：老师类、自行车类
需求升级：自行车 -> 小汽车
步骤：
1.创建Car类，编写open、close
2.改动原来的Teacher，编写start、stop
设计原则：前人给我们总结的经验，告诉我们不能做什么，如果做了会出现严重后果
设计模式：前人给我们总结的经验，告诉我们怎么做，我们就跟着他一步一步做就能实现功能
开闭原则 - OCP
O - Open - 在需求升级时，对于创建类是欢迎的（因为创建类对于原来代码的影响几乎为0）
C - Close - 在需求升级时，对于改动原有类是拒绝的（因为原有类之间的关系是趋于稳定状态，如果改动原有类，很有可能打破这种平衡，导致bug的出现）
P - Principle - 原则
需求升级：自行车 -> 小汽车 -> 飞机
步骤：创建Plane类，继承Vehicles，重写open、close
//交通工具
public abstract class Vehicles {
private int count;//座位数
private String color;//颜色
public Vehicles() {
}
public Vehicles(int count, String color) {
this.count = count;
this.color = color;
}
public int getCount() {
return count;
}
public void setCount(int count) {
this.count = count;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public abstract void open();
public abstract void close();
}
public class Bick extends Vehicles{
public Bick() {
}
public Bick(int count,String color){
super(count, color);
}
public void open(){
System.out.println("自行车：握好扶手，踩下脚踏板");
}
public void close(){
System.out.println("自行车：捏手刹");
}
}
public class Car extends Vehicles{
public Car() {
}
public Car(int count,String color){
super(count, color);
}
public void open(){
System.out.println("小汽车：一键启动，挂D档，踩下油门");
}
public void close(){
System.out.println("小汽车：踩刹车，挂P档，熄火");
}
}
public class Plane extends Vehicles{
@Override
public void open() {
System.out.println("飞机：踩油门");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("飞机：达到P城，跳伞");
}
}
public class Teacher {
public void start(Vehicles v){
v.open();
}
public void stop(Vehicles v){
v.close();
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Teacher t = new Teacher();
//类的多态：子类对象指向父类引用
//理解：父类引用中存储的是子类对象在堆中开辟的内存地址
Vehicles v = new Plane();
t.start(v);
System.out.println("欣赏沿途的风景");
t.stop(v);
}
}
5.2接口的多态
理解：实现类对象指向接口的引用；接口的引用存储的是实现类对象在堆中开辟的地址
需求：使用代码描述出电脑连接外部设备
public interface IUSB {
public void use();
}
public class Mouse implements IUSB{
@Override
public void use() {
System.out.println("鼠标：左点点、右点点");
}
}
public class KeyBoard implements IUSB{
@Override
public void use() {
System.out.println("键盘：输入数据");
}
}
//电脑类
public class Computer {
//连接
public void connection(IUSB usb){
usb.use();
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new Computer();
//接口的多态：实现类对象指向接口的引用
//理解：接口的引用存储的是实现类对象在堆中开辟的地址
IUSB usb = new KeyBoard();
computer.connection(usb);
}
}
5.3多态的形式
*多态是出现在继承或者实现关系中的*。
多态体现的格式：
父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
变量名.方法名();
*多态的前提*：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。
5.4多态的前提
*多态*： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。
*前提【重点】*
1.有继承或者实现关系
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】
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。
*多态的前提*：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。
6.对象转型
6.1向上转型
自动转型 - 向上转型：子类类型 转 父类类型 (转 --> =)
父类类型 变量名 = new 子类类型();
注意：
1.向上转型就是多态！！！
2.向上转型后，可以调用父类属性
3.向上转型后，可以调用父类方法
4.向上转型后，不可以调用子类独有的属性,方法
5.向上转型后，可以调用子类重写父类的方法
public class Father {
String fatherAttr = "父类属性";
public void fatherMethod(){
System.out.println("父类方法");
}
public void fun(){
System.out.println("父类方法");
}
}
public class Son extends Father{
String sonAttr = "子类属性";
public void sonMethod(){
System.out.println("子类方法");
}
@Override
public void fun() {
System.out.println("子类重写父类的方法");
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//向上转型
Father father = new Son();
System.out.println(father.fatherAttr);
father.fatherMethod();
father.fun();
}
}
6.2向下转型
强制转型 - 向下转型：父类类型 转 子类类型
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
注意：
1.向下转型是不安全的 – ClassCastException类型转换异常，出现ClassCastException，一定要看错误信息
2.父类对象不能赋值给子类引用 – Dog dog = (Dog) new Animal();
3.向下转型之前必须先向上转型
4.向下转型之前，使用instanceof判断类型
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//向上转型
Animal an = new Cat();
//向下转型
if(an instanceof Dog){//判断引用an中指向的对象是否是Dog类型
Dog dog = (Dog) an;
dog.shout();
}else if(an instanceof Cat){//判断引用an中指向的对象是否是Cat类型
Cat cat = (Cat) an;
cat.eat();
}
}
}
6.3对象转型的应用场景
public class MyString {
private char[] value;
public MyString(String original) {
//"abc"
//['a','b','c']
value = original.toCharArray();//将字符串转换为字符数组
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if(this == obj){
return true;
}
if(obj instanceof MyString){
MyString my = (MyString) obj;
char[] v1 = this.value;
char[] v2 = my.value;
//比较字符长度
if(v1.length != v2.length){
return false;
}
for (int i = 0; i < v1.length; i++) {
//比较字符的Unicode码是否相同
if(v1[i] != v2[i]){
return false;
}
}
return true;
}
return false;
}
@Override
public String toString() {
return String.valueOf(value);//将字符数组转为字符串
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
String str1 = new String("abc");
System.out.println(str1.equals(new Student()));//false
System.out.println("-------------------------------");
MyString m1 = new MyString("abc");
System.out.println(m1.equals(new Student()));//false
}
}
7.内部类
理解：一个类中再声明另外一个类
将一个类A定义在另一个类B里面，里面的那个类A就称为****内部类*，B则称为*外部类****。
分类：
成员内部类：类定义在了成员位置 (类中方法外称为成员位置，无static修饰的内部类)
- 静态内部类：类定义在了成员位置 (类中方法外称为成员位置，有static修饰的内部类)
- 接口内部类
- 局部内部类：类定义在方法内
- 匿名内部类：没有名字的内部类，可以在方法中，也可以在类中方法外
应用场景：
- B类的对象只在A类中使用，并且B类对象使用到了A类所有的属性，就可以将B类作为A类的成员内部类
- B类的对象只在A类中使用，并且B类对象使用到了A类静态的属性，就可以将B类作为A类的静态内部类
- 抽象类的子类只创建一次对象，就没必要创建子类，直接使用匿名内部类（new 抽象类）
- 接口的实现类只创建一次对象，就没必要创建实现类，直接使用匿名内部类（new 接口）
public interface I1 {
//接口内部类
class Inner{
}
}
//外部类
public class Outter {
//成员内部类
class Inner01{
}
//静态内部类
static class Inner02{
}
public void method(){
//局部内部类
class Inner03{
}
}
}
7.1成员内部类
需求：创建成员内部类的对象，操作对象的方法
成员内部类对象的创建格式：
内部类 变量 = new 外部类（）.new 内部类（）;
小结：
1.创建成员内部类对象之前，必须创建外部类对象
2.成员内部类可以调用外部类所有的属性
3.在成员内部类中调用指定的外部类属性：外部类.this.属性
//外部类
public class Outter {
private String str1 = "外部类属性1";
String str2 = "外部类属性2";
protected String str3 = "外部类属性3";
public String str4 = "外部类属性4";
final String str5 = "外部类属性5";
static String str6 = "外部类属性6";
static final String str7 = "外部类属性7";
//成员内部类
class Inner{
String str1 = "内部类属性";
public void innerMethod(){
System.out.println("成员内部类的方法");
System.out.println(str1);//this.str1
System.out.println(Outter.this.str1);
System.out.println(str2);//Outter.this.str2
System.out.println(str3);//Outter.this.str3
System.out.println(str4);//Outter.this.str4
System.out.println(str5);//Outter.this.str5
System.out.println(str6);//Outter.str6
System.out.println(str7);//Outter.str7
}
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建成员内部类的对象
Inner inner = new Outter().new Inner();
//调用方法
inner.innerMethod();
}
}
7.3静态内部类
需求：创建静态内部类的对象，操作对象的方法
静态内部类对象的创建格式：
外部类.内部类 变量 = new 外部类.内部类构造器;
小结：
1.创建静态内部类对象，不用创建外部类对象
2.静态内部类只能调用外部类静态的属性
//外部类
public class Outter {
static String str1 = "外部类属性1";
static final String str2 = "外部类属性2";
//静态内部类
static class Inner{
public void innerMethod(){
System.out.println("静态内部类的方法");
System.out.println(str1);//Outter.str1
System.out.println(str2);//Outter.str2
}
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建静态内部类的对象
Inner inner = new Outter.Inner();
//调用方法
inner.innerMethod();
}
}
7.4接口内部类
需求：创建静态内部类的对象，操作对象的方法
小结：
接口内部类的使用方式和静态内部类一致
//外部接口
public interface Outter {
//接口内部类
//默认使用public static修饰
class Inner{
public void innerMethod(){
System.out.println("接口内部类的方法");
}
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建静态内部类的对象
Inner inner = new Outter.Inner();
//调用方法
inner.innerMethod();
}
}
7.5局部内部类
需求：调用局部内部类的方法
小结：
1.局部内部类不能使用访问修饰符
2.局部内部类的作用域就在外部类方法中
//外部类
public class Outter {
public void method(){
//局部内部类
class Inner{
public void innerMethod(){
System.out.println("局部内部类的方法");
}
}
//创建局部内部类对象
Inner inner = new Inner();
//调用方法
inner.innerMethod();
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Outter outter = new Outter();
outter.method();
}
}
7.5.1局部内部类的面试题
面试题：局部内部类使用到外部类的局部变量时，为什么局部变量会变为常量
答：局部变量变成常量，是让该变量的生命周期变长，是的方法以外还能找的到该数据，
如果该变量时局部变量，方法执行完毕就直接被回收，在方法就不能使用该数据
//外部类
public class Outter {
public Object method(){
int num = 100;
//局部内部类
class Inner{
@Override
public String toString(){
return "局部内部类的方法 -- " + num;
}
}
Object obj = new Inner();
return obj;
}
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Outter out = new Outter();
Object obj = out.method();
System.out.println(obj.toString());//调用子类重写的toString
}
}
局部内部类理解图：
常量和局部变量的生命周期？
常量：存放在常量池中，项目销毁时，常量才会被回收
局部变量：调用方法，方法在栈中开辟空间，用于存放局部变量，方法执行完毕，该空间会立刻回收
意味着方法结束，局部变量也结束了
7.6匿名内部类
匿名内部类前提：
匿名内部类必须****继承一个父类*或者*实现一个父接口****
匿名内部类格式
new 父类名或者接口名(){
// 方法重写
@Override
public void method() {
// 执行语句
}
};
创建匿名内部类的对象
1.底层创建一个匿名类(Test01$1.class)，继承A类，重写method方法
2.创建匿名子类的对象
3.赋值给父类的引用（类的多态）
public abstract class A {
public abstract void method();
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建匿名内部类的对象
//1.底层创建一个匿名类(Test01$1.class)，继承A类，重写method方法
//2.创建匿名子类的对象
//3.赋值给父类的引用（类的多态）
A a = new A() {
@Override
public void method() {
}
};
a.method();
}
}
7.6.1匿名内部类(接口)
创建匿名内部类的对象
1.底层创建一个匿名类(Test01$1.class)，实现I1接口，重写method方法
2.创建匿名实现类的对象
3.赋值给接口的引用（接口的多态）
public interface I1 {
public void method();
}
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
//创建匿名内部类的对象
//1.底层创建一个匿名类(Test01$1.class)，实现I1接口，重写method方法
//2.创建匿名实现类的对象
//3.赋值给接口的引用（接口的多态）
I1 i1 = new I1() {
@Override
public void method() {
}
};
i1.method();
}
}
总结
1.抽象类及抽象方法
2.接口
3.思考题：抽象类与接口的区别
4.多态 – 重要！！！
5.对象转型（向上转型、向下转型）
6.内部类（成员内部类，静态内部类，接口内部类，局部内部类，匿名内部类）
1.注重使用
2.注重局部内部类的面试题
3.注重匿名内部类的内存图