抽象类概述
抽象:即不具体、或无法具体。例如:当我们声明一个几何图形类:圆、矩形、三角形类等,发现这些类都有共同特征:求面积、求周长、获取图形详细信息。那么这些共同特征应该抽取到一个公共父类中。但是这些方法在父类中又无法给出具体的实现,而是应该交给子类各自具体实现。那么父类在声明这些方法时,就只有方法签名,没有方法体,我们把没有方法体的方法称为抽象方法。Java语法规定,包含抽象方法的类必须是抽象类。
- 抽象方法 : 没有方法体的方法。
- 抽象类:被abstract所修饰的类。
抽象类的语法格式
抽象方法的语法格式
使用抽象类
代码举例:
//抽象类
public abstract class Animal {
//抽象方法
public abstract void run();
}
?定义子类
public class Cat extends Animal {
public void run (){
System.out.println("小猫在墙头走~~~");
}
}
?定义产测试类
public class CatTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
Cat c = new Cat();
// 调用run方法
c.run();
}
}
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。
-
抽象类中,也有构造方法,是供子类创建对象时,初始化父类成员变量使用的。
-
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。
-
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。
抽象的使用场景之模板设计模式
设计模式:设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。
模板设计模式:把抽象类整体就可以看做成一个模板,模板中不能决定的东西定义成抽象方法 让使用模板的类(继承抽象类的类)去重写抽象方法实现需求。优势:模板已经定义了通用结构,使用者只需要关心自己需要实现的功能即可
代码示例
package demo02;
// 模板类
public abstract class CompositionTemplate {
public final void write(){
System.out.println("<<我的爸爸>>");
body();
System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸");
}
public abstract void body();
}
定义实现类
package demo02;
//实现模板类类
public class Tom extends CompositionTemplate {
@Override
public void body() {
System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中");
}
}
?定义测试类
package demo02;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Tom t = new Tom();
t.write();
}
}
接口
概述:接口就是规范,定义的是一组规则,体现了现实世界中“如果你是/要...则必须能...”的思想。继承是一个"是不是"的is-a关系,而接口实现则是 "能不能"的has-a关系。例如:Java程序是否能够连接使用某种数据库产品,那么要看该数据库产品有没有实现Java设计的JDBC规范。
Java中接口存在的两个意义
接口的定义
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。
接口的声明格式
示例代码
interface Test{
//静态常量
long MAX_SPEED = 500*1024*1024;//500MB/s
//抽象方法
void read();
void write();
//默认方法
public default void start(){
System.out.println("开始");
}
public default void stop(){
System.out.println("结束");
}
//静态方法
public static void show(){
System.out.println("USB 3.0可以同步全速地进行读写操作");
}
}
实现接口
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)。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。实现格式如下所示:
注意:
- 如果接口的实现类是非抽象类,那么必须重写接口中所有抽象方法。
- 默认方法可以选择保留,也可以重写。重写时,default单词就不要再写了,它只用于在接口中表示默认方法,到类中就没有默认方法的概念了
- 不能重写静态方法 ?
定义接口,代码示例
public interface LiveAble {
// 定义抽象方法
public abstract void eat();
public abstract void breathe();
//定义默认方法
public default void sleep(){
System.out.println("静止不动");
}
//定义静态方法
public static void drink(){
System.out.println("喝水");
}
}
定义实现类Animal
public Animal implements LiveAble {
//重写/实现接口的抽象方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃东西");
}
//重写/实现接口的抽象方法
@Override
public void breathe(){
System.out.println("吸入氧气呼出二氧化碳");
}
//重写接口的默认方法
@Override
public void sleep() {
System.out.println("闭上眼睛睡觉");
}
}
?定义实现类Plant
public class Plant implements LiveAble {
//重写/实现接口的抽象方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("吸收营养");
}
//重写/实现接口的抽象方法
@Override
public void breathe(){
System.out.println("吸入二氧化碳呼出氧气");
}
}
定义测试类:
public class InterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建实现类(子类)对象
Animal a = new Animal();
// 调用实现后的方法
a.eat();
a.sleep();
a.breathe();
//创建实现类(子类)对象
Plant p = new Plant();
p.eat();
p.sleep();
p.breathe();
//通过接口调用静态方法
LiveAble.drink();
}
}
接口的成员特点
接口定义的是多个类共同的公共行为规范,这些行为规范是与外部交流的通道,这就意味着接口里通常是定义一组公共方法。
在JDK8之前,接口中只允许出现:
- 公共的静态的常量:其中public static final可以省略
- 公共的抽象的方法:其中public abstract可以省略
在JDK1.8时,接口中允许声明默认方法和静态方法:
- 公共的默认的方法:其中public 可以省略,建议保留,但是default不能省略
- 公共的静态的方法:其中public 可以省略,建议保留,但是static不能省略
在JDK1.9时,接口又增加了:
- 私有方法。除此之外,接口中不能有其他成员,没有构造器( 没有,因为接口主要是扩展功能的,而没有具体存在 ),没有初始化块,因为接口中没有成员变量需要初始化。
默认方法详解
我们要在已有的老版接口中提供新方法时,如果添加抽象方法,就会涉及到原来使用这些接口的类就会有问题,那么为了保持与旧版本代码的兼容性,只能允许在接口中定义默认方法实现。比如:Java8中对Collection、List、Comparator等接口提供了丰富的默认方法。当我们接口的某个抽象方法,在很多实现类中的实现代码是一样的,此时将这个抽象方法设计为默认方法更为合适,那么实现类就可以选择重写,也可以选择不重写。
- 格式:public default 返回值类型 方法名(参数列表) {? }
//作用:解决代码升级的问题
public default void show3() {
//方法体
}
注意事项
- 默认方法不是抽象方法,所以不强制被重写。但是可以被重写,重写的时候去掉default关键字
- public可以省略,default不能省略
- 如果实现了多个接口,多个接口中存在相同的方法声明,子类就必须对该方法进行重写
- 对于接口的抽象方法、默认方法,只能通过实现类对象才可以调用
静态方法详解
因为之前的标准类库设计中,有很多Collection/Colletions或者Path/Paths这样成对的接口和类,后面的类中都是静态方法,而这些静态方法都是为前面的接口服务的,那么这样设计一对API,不如把静态方法直接定义到接口中使用和维护更方便。格式:public static 返回值类型 方法名(参数列表) { }
//静态方法
public static void show() {
//方法体
}
注意事项
- 静态方法只能通过接口名调用,不能通过实现类名或者对象名调用
- public可以省略,static不能省略
私有方法详解
Java 9中新增了带方法体的私有方法,这其实在Java 8中就埋下了伏笔:Java 8允许在接口中定义带方法体的默认方法和静态方法。这样可能就会引发一个问题:当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时,程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法,而这个共性方法是不需要让别人使用的,因此用私有给隐藏起来,这就是Java 9增加私有方法的必然性。格式:private 返回值类型 方法名(参数列表) { }
//成员私有方法
private void show() {
}
//静态私有方法
private static void method() {
}
注意事项
- 默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
- 静态方法只能调用私有的静态方法
类和接口的关系
- 类与类的关系:继承关系,只能单继承,但是可以多层继承
- 类与接口的关系:
- 实现关系,可以单实现,也可以多实现,还可以在继承一个类的同时实现多个接口。
- 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。
- 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。
- 当一个类同时实现了多个接口,而多个接口中包含方法名相同的默认方法时。要么选择保留其中一个,通过“接口名.super.方法名"的方法选择保留哪个接口的默认方法。要么选择自己完全重写。
- 接口与接口的关系:继承关系,一个接口能继承另一个或者多个接口,接口的继承也使用
extends 关键字,子接口继承父接口的方法。
接口的实现格式:
?代码示例
//定义多个接口:
interface A {
public abstract void showA();
public abstract void show();
}
interface B {
public abstract void showB();
public abstract void show();
}
定义实现类:
public class C implements A,B{
@Override
public void showA() {
System.out.println("showA");
}
@Override
public void showB() {
System.out.println("showB");
}
@Override
public void show() {
System.out.println("show");
}
}
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