Java学习Day18：基础篇8

为美好的生活献上中指2024-08-01 10:18

多态

基本信息：

应用场景：

可以把子类对象赋值给父类对象，实现多态从而使用同一种方法；

多态中调用成员的特点

1.调用成员变量都看左边

调用成员变量:编译看左边，运行也看左边

编译看左边:javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个变量，如果有，编译成功，如果没有编译失败报错。

运行也看左边: java运 行代码的时候，实际获取的就是左边父类中成员变量的值

2.调用成员方法一左一右

调用成员方法:编译看左边，运行看右边

编译看左边: javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个方法，如果有，编译成功，如果没有报错。

运行看右边: java运 行代码的时候，实际上运行的是子类中的方法。

3.成员变量和成员方法

成员变量:在子类的对象中，会把父类的成员变量也继承下的，所以使用的是弗雷德变量。

成员方法:如果子类对方法进行了重写，那么在虚方法表中是会把父类的方法进行覆盖的，所以调用成员方法输出就是成员重写的方法。

多态的优势

多态的弊端

不能调用子类的特有共能；

解决方案：强转回子类即可；

判断＋转换＋调用

小总结：

继承多态小案例：

复制代码 
package 多态的实例;
public abstract class Animal {
    private String colour;
    private int age;
    public Animal() {
    }
    public Animal(String colour, int age) {
        this.colour = colour;
        this.age = age;
    }
    public void eat(String something){
        System.out.println("吃"+something);
    }
    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getColour() {
        return colour;
    }
    /**
     * 设置
     */
    public void setColour(String colour) {
        this.colour = colour;
    }
    /**
     * 获取
     * @return age
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }
    /**
     * 设置
     * @param age
     */
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String toString() {
        return "Animal{colour = " + colour+ ", age = " + age + "}";
    }
    public abstract void eat();
}
复制代码 
package 多态的实例;
public class Dog extends Animal{
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(getAge()+"岁"+getColour()+"颜色"+"的狗两只前腿死死的抱住骨头猛吃");
    }
    public void lookHome(){
        System.out.println("lookHome");
    }
}
复制代码 
package 多态的实例;
public class Cat extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
    }
    public void catchMouse(){
        System.out.println("catchMouse");
    }
    public Cat() {
    }
    public Cat(String colour, int age) {
        super(colour, age);
    }
}
复制代码 
package 多态的实例;
public class Polymorphic_demo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p =new Person();
        p.setName("老王");
        p.setAgeMan(33);
        Dog d =new Dog();
        d.setAge(3);
        d.setColour("黑色");
        Cat c =new Cat();
        c.setAge(2);
        c.setColour("黑白");
        p.grrenxinxi(d,"骨头");
        p.grrenxinxi(c,"粑粑");
    }
}

抽象类

抽象类（Abstract Class）是一种在编程语言中用于表示不能被实例化的类的概念。它的主要目的是提供一个或多个抽象方法（即没有实现体的方法，只有方法声明），这些方法必须由继承自抽象类的子类来实现。抽象类还可以包含已实现的方法（即具有方法体的方法）以及字段、属性、构造函数等。

抽象类的主要特点包括：

  1. 不能被实例化 ：抽象类不能直接创建对象，即不能使用new关键字来实例化抽象类。它的主要目的是被其他类继承，并由这些子类提供具体的实现。

  2. 包含抽象方法 ：抽象类可以包含一个或多个抽象方法。抽象方法是没有方法体的方法，只有方法的声明（即方法签名），并且必须以abstract关键字进行修饰。

  3. 允许包含非抽象方法和字段：除了抽象方法外，抽象类还可以包含已经实现的方法（即非抽象方法）以及字段、属性等。

  4. 子类必须实现父类的所有抽象方法：如果子类继承了一个抽象类，并且这个子类不是抽象类（即这个子类需要被实例化），那么子类必须实现父类中所有的抽象方法。否则，子类也必须被声明为抽象类。

  5. 作为类型引用：虽然不能直接实例化抽象类，但可以使用抽象类作为类型引用，指向其子类的实例。

抽象类在软件设计中非常有用，尤其是在实现多态和框架设计时。通过使用抽象类，可以定义一套接口规范，让不同的子类按照这套规范来实现具体功能，同时保证了代码的灵活性和可扩展性。

示例（以Java为例）：

|---|-----------------------------------------------|
| | abstract class Animal { |
| | // 抽象方法 |
| | abstract void eat(); |
| | |
| | // 已实现的方法 |
| | void sleep() { |
| | System.out.println("This animal sleeps."); |
| | } |
| | } |
| | |
| | class Dog extends Animal { |
| | // 必须实现父类的抽象方法 |
| | @Override |
| | void eat() { |
| | System.out.println("Dog eats meat."); |
| | } |
| | } |
| | |
| | public class Test { |
| | public static void main(String[] args) { |
| | Animal myDog = new Dog(); // 使用抽象类作为类型引用 |
| | myDog.eat(); // 调用Dog类实现的eat方法 |
| | myDog.sleep(); // 调用Animal类中已实现的sleep方法 |
| | } |
| | } |

抽象类的构造方法、成员方法和成员变量的几问

在Java中，抽象类（Abstract Class）与它的构造方法（Constructor）、成员变量（Member Variables）、以及成员方法（Member Methods，包括抽象方法和非抽象方法）之间有着特定的关系。下面分别解释这些关系：

构造方法（Constructor）

  • 构造方法的存在 ：抽象类可以有构造方法 。这些构造方法主要用于在创建子类对象时初始化父类（即抽象类）的成员变量。
  • 构造方法的调用 ：当子类被实例化时 ，会首先调用父类（如果父类是抽象类）的构造方法（除非子类也是抽象类且仅被用作其他类的基类）。这是Java中对象初始化的一个基本步骤，确保父类被正确初始化。
  • 限制 ：构造方法本身不能被声明为抽象（abstract）。

成员变量（Member Variables）

  • 定义：抽象类可以定义成员变量，这些成员变量可以是任何类型（基本数据类型、对象引用等）。
  • 访问 ：成员变量可以在抽象类的构造方法、成员方法（包括抽象方法和非抽象方法）中被访问和修改。同时，它们也可以被子类继承，并在子类中通过继承的super关键字或直接访问（如果它们不是私有的）来访问和修改。

成员方法（Member Methods）

  • 抽象方法 ：抽象类中可以定义抽象方法，这些方法只有声明没有实现体 （即方法体为空，并且使用abstract关键字修饰）。子类必须实现这些抽象方法，除非子类也是抽象类。
  • 非抽象方法：抽象类中也可以定义非抽象方法，这些方法有具体的实现体，可以直接被调用。这些非抽象方法可以被继承到子类，并在子类中被直接使用或重写。
  • 访问：成员方法（无论是抽象的还是非抽象的）都可以在抽象类的构造方法、其他成员方法中被调用（抽象方法除外，因为抽象方法没有实现体）。同时，这些方法也可以被子类继承，并在子类中通过继承或重写来使用。

小总结

  • 抽象类可以有构造方法，但构造方法本身不能是抽象的。
  • 抽象类可以定义成员变量，这些变量可以在构造方法、成员方法中被访问和修改。
  • 抽象类可以定义抽象方法和非抽象方法。抽象方法必须由子类实现（除非子类也是抽象类），而非抽象方法可以直接在子类中使用或重写。
  • 成员变量和成员方法（非抽象的）都可以被子类继承，并根据需要在子类中进行访问、修改或重写。

接口

在Java中，接口（Interface）是一种引用类型，是一种抽象的类型，用于指定一组方法规范，但不提供这些方法的具体实现 。接口是一种形式上的契约 ，它要求实现了该接口的类（称为接口的实现类或实现接口的类）必须遵循接口中定义的规范。

接口的主要特点：

  1. 抽象性 ：接口中的所有方法默认都是抽象的（在Java 8之前），即它们只有声明没有实现体。从Java 8开始，接口中可以包含带有实现体的默认方法和静态方法。

  2. 继承性 ：接口可以继承另一个或多个接口，使用extends关键字。接口之间的继承是多继承的，即一个接口可以继承多个其他接口。

  3. 多态性：接口是支持多态性的重要手段。通过接口，我们可以指向实现了该接口的任何对象的引用。

  4. 实现接口的类必须实现接口中的所有方法 （在Java 8之前），除非该类是抽象类 。从Java 8开始，如果一个类实现了接口，但它不想实现接口中的某个默认方法，它可以选择不覆盖该方法，而是直接使用接口中提供的默认实现。

  5. 接口中不能包含实例变量 ，但可以包含常量（即使用public static final修饰的变量，但通常省略这些修饰符）。

  6. 接口中的方法默认是public的 ，且不允许使用其他访问修饰符（如private、protected或包级私有）。

  7. 接口可以包含嵌套接口、枚举和静态类（在Java 9之前，接口中只能包含静态内部类；从Java 9开始，接口中可以包含非静态内部类，但内部类不能是抽象的）。

接口的使用场景包括定义一组方法的规范，使不相关的类可以实现这个接口，从而实现多态性。例如，List、Set和Map等Java集合框架中的接口定义了集合操作的标准方法，不同的类如ArrayList、LinkedList和HashMap等实现了这些接口，提供了不同的实现方式。

接口在Java编程中非常重要，它促进了代码的模块化、可重用性和可扩展性。通过定义接口，我们可以让不同的类按照相同的约定进行工作，而不需要知道这些类的具体实现细节。

Java如何表示接口：

public interface Animal {

// 这是一个抽象方法，默认是public abstract的

void eat();

// 接口中的常量，默认是public static final的

int AGE = 10;

// Java 8 引入的默认方法

default void sleep() {

System.out.println("This animal sleeps.");

}

// Java 8 引入的静态方法

static void info() {

System.out.println("This is an interface for animals.");

}

}

public class Dog implements Animal {

// 必须实现接口中的抽象方法

@Override

public void eat() {

System.out.println("Dog is eating.");

}

// 可以选择性地覆盖接口中的默认方法

@Override

public void sleep() {

System.out.println("Dog is sleeping in a doghouse.");

}

// 静态方法和常量可以直接通过接口名访问，无需实现

public static void main(String[] args) {

Animal.info(); // 直接访问接口的静态方法

System.out.println(Animal.AGE); // 直接访问接口的常量

Dog dog = new Dog();

dog.eat();

dog.sleep(); // 调用的是Dog类中覆盖的sleep方法

}

}

接口实例化（虽然不能直接实例化抽象类，但可以使用抽象类作为类型引用，指向其子类的实例。）

// 定义接口

public interface Animal {

void eat();

void sleep();

}

// 实现接口

public class Dog implements Animal {

@Override

public void eat() {

System.out.println("Dog is eating.");

}

@Override

public void sleep() {

System.out.println("Dog is sleeping.");

}

}

// 在另一个类中实例化Dog类

public class Main {

public static void main(String[] args) {

// 实例化Dog类，但可以将实例引用视为Animal类型

Animal myDog = new Dog();

// 调用接口中定义的方法，但实际上是调用Dog类中的实现

myDog.eat();

myDog.sleep();

// 注意：你不能直接实例化接口，下面的代码会编译错误

// Animal anotherAnimal = new Animal(); // 错误：接口不能被实例化

}

}

在这个例子中，Dog类实现了Animal接口，所以我们可以通过new Dog()来创建一个Dog对象。但是，由于Dog实现了Animal接口，我们可以将这个Dog对象的引用视为Animal类型（即Animal myDog = new Dog();）。这允许我们在不直接依赖于具体类（Dog）的情况下编写更灵活和可重用的代码。我们可以将myDog引用传递给期望Animal类型参数的任何方法或函数，只要这些方法或函数不依赖于Animal接口中未由Dog类实现的任何额外方法。

接口的成员方法和成员变量

成员方法

接口中的成员方法默认是public abstract的，这意味着它们必须被实现接口的类所实现（除非该类也是抽象的）。然而，从Java 8开始，接口还可以包含默认方法（使用default关键字）和静态方法（使用static关键字）。

  • 抽象方法：没有方法体的方法，必须由实现接口的类提供具体实现。
  • 默认方法 ：提供了一种方式，允许接口在不破坏向后兼容性的情况下添加新的方法实现。
  • 静态方法 ：可以直接通过接口名来调用，不需要实现接口的类实例。

成员变量

接口中的成员变量实际上是常量，因为它们在接口中默认是public static final的。这意味着你可以直接通过接口名来访问这些常量，而不需要创建接口的实例。

使用示例

|---|-----------------------------------------------------------------------------|
| | // 定义一个接口 |
| | public interface Animal { |
| | // 成员变量（实际上是常量） |
| | int MAX_AGE = 100; |
| | |
| | // 抽象方法 |
| | void eat(); |
| | |
| | // 默认方法 |
| | default void sleep() { |
| | System.out.println("This animal sleeps."); |
| | } |
| | |
| | // 静态方法 |
| | static void info() { |
| | System.out.println("This is an interface for animals."); |
| | } |
| | } |
| | |
| | // 实现接口的类 |
| | public class Dog implements Animal { |
| | @Override |
| | public void eat() { |
| | System.out.println("Dog is eating."); |
| | } |
| | |
| | // 可以选择性地覆盖默认方法 |
| | @Override |
| | public void sleep() { |
| | System.out.println("Dog is sleeping in a doghouse."); |
| | } |
| | |
| | // 使用接口中的常量 |
| | public void printMaxAge() { |
| | System.out.println("The maximum age of an animal is " + Animal.MAX_AGE); |
| | } |
| | } |
| | |
| | // 在另一个类中测试 |
| | public class Main { |
| | public static void main(String[] args) { |
| | // 访问静态方法 |
| | Animal.info(); |
| | |
| | // 实例化Dog类 |
| | Dog myDog = new Dog(); |
| | |
| | // 调用抽象方法的实现 |
| | myDog.eat(); |
| | |
| | // 调用默认方法（可能被覆盖） |
| | myDog.sleep(); |
| | |
| | // 调用打印常量的方法 |
| | myDog.printMaxAge(); |
| | } |
| | } |

在这个例子中，Animal接口定义了一个常量MAX_AGE、一个抽象方法eat()、一个默认方法sleep()和一个静态方法info()。Dog类实现了Animal接口，并提供了eat()方法的具体实现，同时覆盖了sleep()默认方法。在Main类中，我们展示了如何通过接口名直接访问静态方法和常量，以及如何通过实现接口的类实例来调用抽象方法和默认方法。

新增接口三兄弟

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