Java基础语法——面向对象(3)

第一章 接口

1.1 接口概念

接口是功能的集合,同样可看做是一种数据类型,是比抽象类更为抽象的”类”。接口只描述所应该具备的方法,并没有具体实现,具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离,优化了程序设计。请记住:一切事物均有功能,即一切事物均有接口。

1.2 接口的定义

与定义类的class不同,接口定义时需要使用interface关键字。定义接口所在的仍为.java文件,虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件。这点可以让我们将接口看做是一种只包含了功能声明的特殊类。

定义格式:

public interface 接口名 {

抽象方法1;

抽象方法2;

抽象方法3;

}

使用interface代替了原来的class,其他步骤与定义类相同:

接口中的方法均为公共访问的抽象方法

接口中无法定义普通的成员变量

1.3 类实现接口

类与接口的关系为实现关系,即类实现接口。实现的动作类似继承,只是关键字不同,实现使用implements。其他类(实现类)实现接口后,就相当于声明:”我应该具备这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。

格式:

class 类 implements 接口 {

重写接口中方法

}

在类实现接口后,该类就会将接口中的抽象方法继承过来,此时该类需要重写该抽象方法,完成具体的逻辑。

接口中定义功能,当需要具有该功能时,可以让类实现该接口,只声明了应该具备该方法,是功能的声明。

在具体实现类中重写方法,实现功能,是方法的具体实现。

1.4 接口中成员的特点

接口中可以定义变量,但是变量必须有固定的修饰符修饰,public static final 所以接口中的变量也称之为常量,其值不能改变.接口中可以定义方法,方法也有固定的修饰符,public abstract。接口不可以创建对象。子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后,子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。

interface Demo { ///定义一个名称为Demo的接口。
    public static final int NUM = 3;// NUM的值不能改变
    public abstract void show1();
    public abstract void show2();
}

//定义子类去覆盖接口中的方法。类与接口之间的关系是 实现。通过 关键字 implements
class DemoImpl implements Demo { //子类实现Demo接口。
    //重写接口中的方法。
    public void show1(){}
    public void show2(){}
}

接口最重要的体现:解决多继承的弊端。将多继承这种机制在java中通过多实现完成了。

怎么解决多继承的弊端呢?

弊端:多继承时,当多个父类中有相同功能时,子类调用会产生不确定性。

其实核心原因就是在于多继承父类中功能有主体,而导致调用运行时,不确定运行哪个主体内容。

为什么多实现能解决了呢?

因为接口中的功能都没有方法体,由子类来明确。

多个接口之间可以使用extends进行继承。

interface Fu1{
    void show();
}
interface Fu2{
    void show1();
}
interface Fu3{
    void show2();
}
interface Zi extends Fu1,Fu2,Fu3{
    void show3();
}

接口在开发中的它好处:

1、接口的出现扩展了功能。

2、接口其实就是暴漏出来的规则。

3、接口的出现降低了耦合性,即设备与设备之间实现了解耦。

1.4 接口和抽象的区别

通过实例进行分析和代码演示抽象类和接口的用法。

1、举例:

犬:

  行为:

     吼叫;

     吃饭;

缉毒犬:

  行为:

     吼叫;

     吃饭;

     缉毒;

2、思考:由于犬分为很多种类,他们吼叫和吃饭的方式不一样,在描述的时候不能具体化,也就是吼叫和吃饭的行为不能明确。当描述行为时,行为的具体动作不能明确,这时,可以将这个行为写为抽象行为,那么这个类也就是抽象类。可是当缉毒犬有其他额外功能时,而这个功能并不在这个事物的体系中。这时可以让缉毒犬具备犬科自身特点的同时也有其他额外功能,可以将这个额外功能定义接口中。

如下代码演示:

interface 缉毒{
    public abstract void 缉毒();
}
//定义犬科的这个提醒的共性功能
abstract class 犬科{
public abstract void 吃饭();
public abstract void 吼叫();
}
// 缉毒犬属于犬科一种,让其继承犬科,获取的犬科的特性,
//由于缉毒犬具有缉毒功能,那么它只要实现缉毒接口即可,这样即保证缉毒犬具备犬科的特性,也拥有了缉毒的功能
class 缉毒犬 extends 犬科 implements 缉毒{

    public void 缉毒() {
    }
    void 吃饭() {
    }
    void 吼叫() {
    }
}
class 缉毒犬 implements 缉毒{
    public void 缉毒() {
    }
}

通过上面的例子总结接口和抽象类的区别:

相同点:

都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;

都不能直接实例化对象;

都包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;

区别:

抽象类为部分方法提供实现,避免子类重复实现这些方法,提高代码重用性;接口只能包含抽象方法;

一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口;(接口弥补了Java的单继承);

抽象类是这个事物中应该具备的里内容, 继承体系是一种 is..a关系;

接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a关系。

第二章 多态

2.1 多态概述

多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。

现实事物经常会体现出多种形态,如学生,学生是人的一种,则一个具体的同学张三既是学生也是人,即出现两种形态。

Java作为面向对象的语言,同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类,一个Student的对象便既是Student,又是Person。

Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值,又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。

如Student类可以为Person类的子类。那么一个Student对象既可以赋值给一个Student类型的引用,也可以赋值给一个Person类型的引用。

最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系,否则无法完成多态。在使用多态后的父类引用变量调用方法时,会调用子类重写后的方法。

多态的定义格式:就是父类的引用变量指向子类对象

类类型  变量名 = new 子类类型();

变量名.方法名();

普通类多态定义的格式:

父类 变量名 = new 子类();
如:    class Fu {}
    class Zi extends Fu {}
    //类的多态使用
Fu f = new Zi();

抽象类多态定义的格式:

抽象类 变量名 = new 抽象类子类();

如:abstract class Fu {

      public abstract void method();

        }
class Zi extends Fu {
        public void method(){
              System.out.println(“重写父类抽象方法”);
        }
  }
//类的多态使用
  Fu fu= new Zi();

接口多态定义的格式:

接口 变量名 = new 接口实现类();
如: interface Fu {
             public abstract void method();
}
class Zi implements Fu {
             public void method(){
              System.out.println(“重写接口抽象方法”);
}
}
//接口的多态使用
Fu fu = new Zi();

同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时,调用的为各个子类重写后的方法。

如 Person p1 = new Student();
   Person p2 = new Teacher();
   p1.work(); //p1会调用Student类中重写的work方法
   p2.work(); //p2会调用Teacher类中重写的work方法
class Fu {
    int num = 4;
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num);
    }
}

多态成员变量

当子父类中出现同名的成员变量时,多态调用该变量时:

编译时期:参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有,编译失败。

运行时期:也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。

简单记:编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

多态出现后会导致子父类中的成员方法有微弱的变化。看如下代码:

class Fu {
    int num = 4;
    void show()    {
        System.out.println("Fu show num");
    }
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
    void show()    {
        System.out.println("Zi show num");
    }
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        f.show();
    }
}

多态成员方法

编译时期:参考引用变量所属的类,如果没有类中没有调用的方法,编译失败。

运行时期:参考引用变量所指的对象所属的类,并运行对象所属类中的成员方法。

简而言之:编译看左边,运行看右边。

instanceof关键字

我们可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。如学生的对象属于学生类,学生的对象也属于人类。

使用格式:

boolean  b  = 对象  instanceof  数据类型;

Person p1 = new Student(); // 前提条件,学生类已经继承了人类
boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true
boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag结果为false

2.2多态-转型

多态的转型分为向上转型与向下转型两种:

向上转型:当有子类对象赋值给一个父类引用时,便是向上转型,多态本身就是向上转型的过程。

使用格式:

父类类型  变量名 = new 子类类型();

如:Person p = new Student();

向下转型:一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式,将父类引用转为子类引用,这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象,是无法向下转型的!

使用格式:

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;

如:Student stu = (Student) p;  //变量p 实际上指向Student对象

当父类的引用指向子类对象时,就发生了向上转型,即把子类类型对象转成了父类类型。向上转型的好处是隐藏了子类类型,提高了代码的扩展性。

但向上转型也有弊端,只能使用父类共性的内容,而无法使用子类特有功能,功能有限制。看如下代码:

 1 //描述动物类,并抽取共性eat方法
 2 abstract class Animal {
 3     abstract void eat();
 4 }
 5
 6 // 描述狗类,继承动物类,重写eat方法,增加lookHome方法
 7 class Dog extends Animal {
 8     void eat() {
 9         System.out.println("啃骨头");
10     }
11
12     void lookHome() {
13         System.out.println("看家");
14     }
15 }
16
17 // 描述猫类,继承动物类,重写eat方法,增加catchMouse方法
18 class Cat extends Animal {
19     void eat() {
20         System.out.println("吃鱼");
21     }
22
23     void catchMouse() {
24         System.out.println("抓老鼠");
25     }
26 }
27
28 public class Test {
29     public static void main(String[] args) {
30         Animal a = new Dog(); //多态形式,创建一个狗对象
31         a.eat(); // 调用对象中的方法,会执行狗类中的eat方法
32         // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法,需要向下转型,不能直接使用
33
34         // 为了使用狗类的lookHome方法,需要向下转型
35 // 向下转型过程中,可能会发生类型转换的错误,即ClassCastException异常
36         // 那么,在转之前需要做健壮性判断
37         if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
38                  System.out.println("类型不匹配,不能转换");
39                  return;
40         }
41         Dog d = (Dog) a; //向下转型
42         d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
43     }
44 }

我们来总结一下:

什么时候使用向上转型:

当不需要面对子类类型时,通过提高扩展性,或者使用父类的功能就能完成相应的操作,这时就可以使用向上转型。

如:Animal a = new Dog();

a.eat();

什么时候使用向下转型

当要使用子类特有功能时,就需要使用向下转型。

如:Dog d = (Dog) a; //向下转型

d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法

向下转型的好处:可以使用子类特有功能。

弊端是:需要面对具体的子类对象;在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。

如:if( !a instanceof Dog){…}

原文地址:https://www.cnblogs.com/xxyblog/p/9231283.html

时间: 2024-11-09 00:41:28

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