抽象类和接口(java初识)

1.抽象类

1.1抽象类的概念

在面向对象中,所有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描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。

例子:

说明:Animal类没有办法描述一个具体动物的行为,所以Animal无法具体实现,可以将Animal设置一个抽象类。

我们可以发现,父类Animal中的draw方法并没有什么实际工作,主要工作的是Animal中各种子类的方法来实现。

对于这种没有实际工作的方法,我们可以将其设计为一个抽象方法,包含抽象方法的类我们叫做抽象类。

1.2抽象类语法

在java中,一个类如果被 abstract修饰,抽象类中被abstract修饰的方法叫抽象方法,抽象方法不用给出具体的实现体。

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

1.3特性

1.抽象类不能直接实例化

2.抽象类也可以发生向上转型,动态绑定,多态。

3.抽象方法不能被final和stati修饰,因为抽象方法要被子类重写

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

5.抽象类不一定要包含抽象方法,但是有抽象方法的类一定是抽象类

6.抽象类中也可以有构造方法,供子类创建对象时,初始化父类的成员变量

抽象类的作用:

****使用抽象类相当于多了一重编译器的校验. 使用抽象类的场景就如上面的代码, 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.

2.接口

2.1接口的概念

接口就是公共的行为规范标准,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:多个类的公共规范,是一种引用数据类型。

用于描述类具有什么功能,但不给予实现,当某个类要使用接口时,需要重写接口中的方法。

例如:电脑上的USB口上,可以插:U盘、鼠标、键盘...所有符合USB协议的设备

2.2接口的语法规则

1.接口的定义格式与类的定义基本相同,只是将class换成interface关键字

2.格式:interface 接口名{} (注意的是,接口的访问权限修饰符只能是public或者默认)

3.类和接口之间是实现关系,不再是继承,所以要用implements关键字

4.接口的命名一般以大写字母I开头

java 复制代码
public interface Running

2.3接口的特点

1.接口成员变量

接口中没有成员变量,只有公有静态常量

在默认情况下,属性前都会有public static final 修饰。

即 public static final 数据类型 常量名 = 值;

在定义时必须初始化,否则报错。对于公有静态常量,初始化的途径有两种:

1.在定义的时候初始化

2.在静态代码块中初速化,但是接口中不允许存在代码块,而且接口没有构造方法。

所以我们在只能在定义时就初始化。

1.2接口中成员方法的特点

接口中方法默认是公有抽象方法,在定义接口时,我们可以直接写返回类型 方法名(参数)

接口中可以有public static 方法(通过接口名引用)和 public default 方法(可重写或者不重写,由对象引用)

2.4多接口

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

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。

我们动物为例

先创建个Animal类

java 复制代码
public abstract class Animal {
    protected String name;
    protected int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name=name;
        this.age=age;

    }
    public abstract void eat();
}

有了动物,那么他们的行为有多种,如果我们用继承,只能继承一个,不能多继承。但是对于一种动物,它的行为不止一种,对于猫,它会跑,跳。用继承明显不行,所以我们可以用接口,一个类可以实现多个接口。

跑的接口,游泳接口 飞的接口,跳的接口

java 复制代码
public interface IRunning {
    void run();
}

public interface ISwumming {
    void swim();
}

public interface IFly {
     void fly();
}

public interface Ijump {
    void jump();
}

我们创建具体的动物,如猫,狗。

猫是动物,所以我们需要继承Animal类,再实现跑和跳的接口

java 复制代码
public class Cat extends Animal implements IRunning,Ijump{
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"吃鱼");
    }

    public void run() {
        System.out.println(this.name+"跑");
    }
    public void jump() {
        System.out.println(this.name+"跳");
    }
}

java 复制代码
public class Dog extends Animal implements IRunning,ISwumming{
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "吃骨头");
    }

    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "在游泳");
    }

    public void run() {
        System.out.println(this.name + "在跑");
    }

}

我们既然已经创建好猫和狗

那么我们就可以进行创建对象,这里我们创建了两个方法,runc和swim,但是为什么参数不是Dog和Cat呢,这里我们不需要关心对象是谁,只需要知道对象是否具有这个功能。

java 复制代码
public class test {
    public static void runc(IRunning irunning){
        irunning.run();
    }
    public static void swim(ISwumming iswumming){
        iswumming.swim();
    }
    public static void main(String[] args) {
    runc(new Dog("旺财",3));
    runc(new Cat("小花",2));
  swim(new Dog("旺财",3));;
    }
}

上面展示了一个类继承一个父类, 同时实现多种接口.

2.5接口继承

类与类之间是单继承的,一个类可以实现多个接口,接口与接口之间也可以多继承。

用接口可以达到多继承的目的。

接口与接口之间用extends关键字,实现复用

java 复制代码
interface IA{
    void testa();
}

interface IB{
    void testb();
}

interface IC extends IA,IB{
    void testc();
}
class TC implements IC{
    public void testa()
    {
        System.out.println("testa");
    }
    public void testb()
    {
        System.out.println("testb");
    }
    public void testc()
    {
        System.out.println("testc");
    }
}
public class test{
    public static void main(String[] args) {
        TC tc=new TC();
        tc.testa();
        tc.testb();
        tc.testc();
    }
}

我们可以看到,虽然只implements IC,但是IA,IB的方法我们也要实现。

3.接口的实际使用

3.1给对象数组排序

引用类型不可以用>、=、<比较

对于引用类型,我们可以implements comparable

但是comparable这个接口有局限性

java 复制代码
import java.util.Arrays;

class Student implements Comparable<Student>{
    public int age;
    public String name;
    public Student(int age){
        this.age=age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
//    @Override
//    public int compareTo(Student o) {//通过名字排序
//        if(this.name.compareTo(o.name)>0) {
//            return 1;
//        }else if(this.name.compareTo(o.name)<0) {
//            return -1;
//        }else {
//            return 0;
//        }
//    }

    public int compareTo(Student o) {//通过年龄
        return this.age-o.age;
    }
}

public class tesst {
    public static void bubble_Sort(Student[] arr){
        for (int i=0;i<arr.length-1;i++)
            for (int j=0;j<arr.length-1-i;j++)
                if (arr[j].compareTo(arr[j+1])>0){
                    Student temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student[]  student=new Student[3];
        student[0]=new Student(8);
        student[1]=new Student(15);
        student[2]=new Student(10);
        Arrays.sort(student);
      //  bubble_Sort(student);
        for (int i=0;i<student.length;i++)
            System.out.println(student[i]);
    }
}

在对对象数组排序的时候,我们需要借助comparable接口,并重写compareTo方法

当然,我们也可以调用sort方法,但是sort方法判断是否排序,也是需要借助compareTo方法

优化:既然comparable有局限性,那么我们可以用Comparator接口,并重写里面的compare方法

只不过我们在使用这个AgeCompare时,需要先new一下它的对象,然后进行使用

java 复制代码
import java.util.Comparator;

class AgeCompare implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.age-o2.age;
    }
}
class Student {
    public int age;
    public String name;
    public Student(int age){
        this.age=age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }

}

public class tesst {
    public static void bubble_Sort(Student[] arr) {
        AgeCompare ageCompare = new AgeCompare();
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++)
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (ageCompare.compare(arr[j], arr[j + 1]) > 0) {
                    Student temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student[]  student=new Student[3];
        student[0]=new Student(8);
        student[1]=new Student(15);
        student[2]=new Student(10);
      //  Arrays.sort(student);
       bubble_Sort(student);
        for (int i=0;i<student.length;i++)
            System.out.println(student[i]);
    }
}

3.2Clonable接口和浅,深拷贝

java中内置一些很有用的接口,Clonable就是其中一个。

Objet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,我们需要先实现Clonable接口,否则就会抛出CloneNotSupportedException异常。

我们先创建一个学生类并且接入Clonable

java 复制代码
lass Student implements Cloneable {
    public int age;
    public String name;

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

我们需要对Clonable里的方法进行重写,这里我们可以点击鼠标右键,找到Generate,按照图中步骤生成即可。

浅拷贝注意事项:

  1. 需要接入Clonable接口

2.需要实现clone方法并抛出异常

3.main方法也需要抛出异常

javascript 复制代码
class Student implements Cloneable {
    public int age;
    public String name;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

public class ttest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student s1=new Student(10);
        Student s2=(Student)s1.clone();
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }
}

浅拷贝缺点:

浅拷贝也有她的不足之处,在上面的例子中,我们新增个Money类并且也接入Clonable,如果我们只想修改student1的money,就会发现student2的money也发生改变。

java 复制代码
class Money implements Cloneable {
    int money=10;
  @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Student implements Cloneable {
    public int age;
    public String name;
    public Money m=new Money();
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

public class ttest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student s1=new Student(10);
        Student s2=(Student)s1.clone();
        System.out.println(s1.m.money);
        System.out.println(s2.m.money);
        System.out.println("==========");
        s1.m.money=20;
        System.out.println(s1.m.money);
        System.out.println(s2.m.money);
    }
}

为什么会这样,这是因为只拷贝了student1,但是内部的Money类并没有拷贝,student2的m还是指向的student1的m。

既然浅拷贝不行,那么我们就得用深拷贝

深拷贝

对对象的复制,创建一模一样的对象,新的对象不会对被拷贝的对象造成影响。

java 复制代码
class Money implements Cloneable {
    int money=10;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Student implements Cloneable {
    public int age;
    public String name;
    public Money m=new Money();
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student tmp=(Student) super.clone();
        tmp.m=(Money)this.m.clone();
        return  tmp;
    }

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

public class ttest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student s1=new Student(10);
        Student s2=(Student)s1.clone();
        System.out.println(s1.m.money);
        System.out.println(s2.m.money);
        System.out.println("==========");
        s1.m.money=20;
        System.out.println(s1.m.money);
        System.out.println(s2.m.money);
    }
}

我们可以看到,改student1的m的值,不会影响到student2的m的值,这就是深拷贝。下面是student的内存分配示意图。

4.抽象类和接口的区别

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

**注意:**抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验

看图:

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