一文搞懂Java中的抽象類和接口到底是什么
??今天讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)java,看看java中的抽象類和接口到底是什么???
什么是抽象類
??我們之前學(xué)過什么是類,那么抽象類是不是也是類的一種呢?
聽名字就感覺好抽象呀!說對(duì)了,他就是抽象的,不是具體的。在類中沒有包含足夠的信息來描繪一個(gè)具體的對(duì)象,這樣的類稱為抽象類。
??來看一個(gè)抽象類的例子
// 抽象類和抽象方法需要被 abstract 關(guān)鍵字修飾 abstract class Shape { // 抽象類中的方法一般要求都是抽象方法,抽象方法沒有方法體 abstract void draw(); }
大家覺得這個(gè)抽象類是不是什么也沒干,他唯一的方法draw()還是空的。
像這樣的類是不是就沒有包含足夠的信息來描繪一個(gè)具體的對(duì)象,自然也就不能實(shí)例化對(duì)象了。不信你看:
??那既然一個(gè)類不能實(shí)例化,那這種抽象類存在的意義是什么呀???別急,存在即合理,聽我慢慢道來。
抽象類在實(shí)現(xiàn)多態(tài)中的意義
??抽象類存在的一個(gè)最大意義就是被繼承,當(dāng)被繼承后就可以利用抽象類實(shí)現(xiàn)多態(tài)。
來看一段代碼
// 抽象類和抽象方法需要被 abstract 關(guān)鍵字修飾 abstract class Shape { // 抽象類中的方法一般要求都是抽象方法,抽象方法沒有方法體 abstract void draw(); } // 當(dāng)一個(gè)普通類繼承一個(gè)抽象類后,這個(gè)普通類必須重寫抽象類中的方法 class Cycle extends Shape { @Override void draw() { // 重寫抽象類中的draw方法 System.out.println("畫一個(gè)圓圈"); } } public class Test4 { public static void main(String[] args) { //Shape shape = new Shape(); 抽象類雖然不能直接實(shí)例化 // 但可以把一個(gè)普通類對(duì)象傳給一個(gè)抽象類的引用呀,即父類引用指向子類對(duì)象 Shape shape = new Cycle(); // 這稱作:向上轉(zhuǎn)型 /*Cycle cycle = new Cycle(); Shape shape = cycle // 這是向上轉(zhuǎn)型的另一種寫法 */ shape.draw(); // 通過父類引用調(diào)用被子類重寫的方法 } }
運(yùn)行之后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)神奇的一幕:
大家在看完了代碼可能會(huì)有很多疑問,別急咱們一個(gè)一個(gè)的說,
??什么是向上轉(zhuǎn)型:一句話總結(jié)就是“父類引用指向子類對(duì)象”
向上轉(zhuǎn)型后的變化
- ??關(guān)于方法:父類引用可以調(diào)用子類和父類公用的方法(如果子類重寫了父類的方法,則調(diào)用子類的方法),但子類特有的方法無法調(diào)用。
- ??關(guān)于屬性: 父類引用可以調(diào)用父類的屬性,不可以調(diào)用子類的屬性
向上轉(zhuǎn)型的作用
- ??減少一些重復(fù)性的代碼
- ??對(duì)象實(shí)例化的時(shí)候可以根據(jù)不同需求實(shí)例化不同的對(duì)象
??這樣的話就我們上面的代碼就可以理解了
??看來,我們可以通過子類對(duì)抽象類的繼承和重寫,抽象類還真有點(diǎn)用呀!
??但這和多態(tài)有什么關(guān)系呢,抽象類用起來這么麻煩,我還不如直接用普通類,也能達(dá)到這樣的效果,還不用再寫一個(gè)子類呢???
????????????????????????????????
??那行,你再看看下面的代碼,你就知道抽象類在實(shí)現(xiàn)多態(tài)時(shí)的好處了。
abstract class Shape { public abstract void draw(); // 抽象方法不能里有具體的語句 } // 當(dāng)一個(gè)普通類繼承一個(gè)抽象類的時(shí)候,再這個(gè)子類中必須重寫抽象類中的抽象方法 class Cycle extends Shape { @Override // 如果不重寫會(huì)報(bào)錯(cuò),但如果繼承的是普通類則不會(huì)報(bào)錯(cuò),用抽象類更安全 public void draw() { System.out.println("畫一個(gè)圓圈"); } } class Flower extends Shape { // 不同的子類對(duì)父類的draw方法進(jìn)行了不同的重寫 @Override public void draw() { System.out.println("畫一朵花"); } } class Square extends Shape { @Override public void draw() { System.out.println("畫一個(gè)正方形"); } } public class Test4 { public static void main(String[] args) { Cycle cycle = new Cycle(); // 子類引用cycle Flower flower = new Flower(); // 子類引用flower Square square = new Square(); // 數(shù)組的類型是Shape,即數(shù)組中每一個(gè)元素都是一個(gè)父類引用 // 在這個(gè)過程其實(shí)也發(fā)生了向上轉(zhuǎn)型,對(duì)抽象類中的方法進(jìn)行了重寫 Shape[] shapes = {cycle, flower, square}; // 父類引用引用不同的子類對(duì)象 for (int i = 0; i < shapes.length; i++) { Shape shape = shapes[i]; // 父類引用shape指向—>當(dāng)前所對(duì)應(yīng)的子類對(duì)象 shape.draw(); // 通過父類引用調(diào)用子類重寫的draw方法 } } }
??調(diào)用同一個(gè)方法竟然打印出了不同的結(jié)果??,這難道就是所謂的多態(tài)??
是不是有點(diǎn)懵??,下面我們來解釋一下??
// 對(duì)上面的代碼補(bǔ)充一下 // 可能你對(duì) Shape[] shapes = {cycle, flower, square};不太理解 // 但上面的代碼就相當(dāng)于 Shape[] shapes1 = new Shape[3]; // 有三個(gè)不同的子類對(duì)象呀!數(shù)組大小為3 // (將指向->子類對(duì)象)的子類引用賦值給父類對(duì)象,不就相當(dāng)于該夫類引用指向->所對(duì)應(yīng)的子類對(duì)象嗎 //這是向上轉(zhuǎn)型的另一種寫法,應(yīng)為前面已經(jīng)實(shí)例化了子類對(duì)象 Cycle cycle = new Cycle(); shapes1[0] = cycle; // 如果前面沒實(shí)例化子類對(duì)象,就要寫成shape1[0] = new Cycle shapes1[1] = flower; shapes1[2] = square;
對(duì)于多態(tài)來說,他有這三個(gè)要素
- 繼承(我們剛才的Cycle類繼承Shape抽象類)
- 重寫(我們子類對(duì)draw方法的重寫)
- 父類指向子類對(duì)象(就是shape1[0] = cycle -->也可以稱作向上轉(zhuǎn)型)
??回頭再看一下我們的代碼,是不是就剛好符合了多態(tài)的三要素??。
??當(dāng)我們的父類引用指向不同的子類對(duì)象時(shí),當(dāng)我們調(diào)用同一個(gè)draw方法時(shí)卻輸出了不同的結(jié)果。(其實(shí)就是該方法再子類中被重寫成了不同形式)這就叫做多態(tài) 。
嘻嘻??,其實(shí)只要只要結(jié)合著例子來看,多態(tài)也沒那么難理解呀??
??那為啥一定要用抽象類呢???我一個(gè)普通類繼承普通類來實(shí)現(xiàn)多態(tài)不可以嗎??
??當(dāng)然可以,但不太安全有風(fēng)險(xiǎn);
但如果是抽象類的話,就不一樣了??
??從這我們也可以看出,當(dāng)用抽象類的時(shí)候,編譯器自動(dòng)就對(duì)我們是否重寫進(jìn)行了校驗(yàn),而充分利用編譯器的校驗(yàn), 在實(shí)際開發(fā)中是非常有意義的。所以說抽象類還是有用的,嘻嘻??
??好了,相信到這里你對(duì)抽象類也有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)??,下面我們來簡單做一下總結(jié)
- 使用abstract修飾的類或方法,就抽象類或者抽象方法
- 抽象類是不能具體的描述一個(gè)對(duì)象,不能用抽象類直接實(shí)例化對(duì)象
- 抽象類里面的成員變量和成員方法,都是和普通類一樣的,只不過就是不能進(jìn)行實(shí)例化了
- 當(dāng)一個(gè)普通類繼承這個(gè)抽象類后,那么這個(gè)普通類必須重寫抽象類當(dāng)中的所有的抽象方法??(我們之前說過抽象類是不具體的,沒有包含足夠的信息來描述一個(gè)對(duì)象,所以我們需要把他補(bǔ)充完整)
- 但當(dāng)一個(gè)抽象類A繼承了抽象類B,這是抽象類A就可以不重寫抽象類B當(dāng)中的抽象方法
- final不能修飾抽象類和抽象方法(因?yàn)槌橄箢惔嬖诘淖畲笠饬x就是被繼承,而被final修飾的不能被繼承,final和抽象,他們兩個(gè)是天敵??)
- 抽象方法不能被private修飾(抽象方法一般都是要被重寫的,你被private修飾了,還怎么重寫??)
- 抽象類當(dāng)中不一定有抽象方法,但如果一個(gè)類中有抽象方法,那么這個(gè)類一定是抽象類。
??哈哈,上面的8條總結(jié)是不是臭長臭長的,大家也不用專門去記(用的多了,自然就記住了??)
????????????????????????????????
接口是什么
??抽象類是從多個(gè)類中抽象出來的模板,如果將這種抽象進(jìn)行的更徹底,則可以提煉出一種更加特殊的“抽象類”——接口(Interface)??。
??接口是Java中最重要的概念之一,它可以被理解為一種特殊的類,不同的是接口的成員沒有執(zhí)行體,是由全局常量和公共的抽象方法所組成??。
如何定義一個(gè)接口呢?下面我們來看一個(gè)栗子??
//接口的定義格式與定義類的格式基本相同,將class關(guān)鍵字換成 interface 關(guān)鍵字,就定義了一個(gè)接口 public interface 接口名稱{ // 定義變量 int a = 10; // 接口當(dāng)中的成員變量默認(rèn)都是public static final // 抽象方法 public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配,可以不寫 void method2(); // 接口當(dāng)中的成員方法默認(rèn)都是public abstract, 更推薦用第二種來定義方法 }
可以看到接口和類其實(shí)還是有很多相似點(diǎn):
??接口中也包含抽象方法,所以也不能直接實(shí)例化接口??,那么我們?cè)趺从媒涌谀兀?/p>
??哈哈,很簡單??,我們?cè)儆靡粋€(gè)普通類實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口不就行了嗎??,不同的是抽象類是被子類來繼承而實(shí)現(xiàn)的,而接口與類之間則是用關(guān)鍵字implements來實(shí)現(xiàn)。
??就像普通類實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)抽象類一樣,一個(gè)類實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口則必須實(shí)現(xiàn)該接口中的抽象方法,否則該類必須被定義為抽象類??。
通過接口實(shí)現(xiàn)多態(tài)
??鐵汁們!剛才我們是用抽象類來實(shí)現(xiàn)多態(tài),那么現(xiàn)在我們可以嘗試用接口來實(shí)現(xiàn)多態(tài),嘻嘻??
接口可以看成是一種特殊的類,只能用 interface 關(guān)鍵字修飾 interface IShape { int a = 10; 接口當(dāng)中的成員變量默認(rèn)都是public static final int b = 23; void draw(); 接口當(dāng)中的成員方法一般只能是抽象方法,默認(rèn)是public abstract(JDK1.8以前) default void show() { System.out.println("接口中的其他方法");//接口中的其他方法也可以實(shí)現(xiàn),但要用default修飾 } public static void test() { System.out.println("這是接口當(dāng)中的一個(gè)靜態(tài)的方法"); } } // 一個(gè)普通的類要想實(shí)現(xiàn)接口,可以用implement, //因?yàn)榻涌谝彩浅橄蠓椒ǖ?,所以?shí)現(xiàn)接口的這個(gè)類也要重寫抽象方法 class Cycle implements IShape { @Override public void draw() { System.out.println("畫一個(gè)圓圈"); } } class Square implements IShape { @Override public void draw() { System.out.println("畫一個(gè)正方形"); } } class Flower implements IShape { @Override public void draw() { System.out.println("畫一朵花"); } } public class Test4 { public static void main(String[] args) { // IShape iShape = new IShape(); 接口也不能直接實(shí)例化 Cycle cycle = new Cycle(); Square square = new Square(); Flower flower = new Flower(); // 這里的IShape接口就相當(dāng)與抽象類中父類,接口類型也是一種引用類型 IShape[] iShapes = {cycle, square, flower}; // 這個(gè)過程其實(shí)就發(fā)生了向上轉(zhuǎn)型 for (IShape iShape : iShapes) { // 增強(qiáng)型的for—each循環(huán),也可以寫成普通的for循環(huán)形式 iShape.draw(); // 通過重寫實(shí)現(xiàn)了多態(tài) } } } 引用變量cycle和square都賦值給了Shape類型的引用變量shape, 但當(dāng)執(zhí)行shape.draw()時(shí),java虛擬機(jī)到底要調(diào)用誰重寫的的draw方法, 就看此時(shí)接口引用的是那個(gè)對(duì)象的,是shape的、還是cycle的
??看一下運(yùn)行結(jié)果??
看完代碼你可能有點(diǎn)暈??,但沒關(guān)系。一般接口咱也不這么用,直接使用抽象類不就好了??(我只是演示一下用接口也能實(shí)現(xiàn)多態(tài)??)
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??下面我們來總結(jié)一下Java中接口的幾個(gè)主要特點(diǎn)
- ??接口中可以包含變量和方法,變量被隱式指定為 public static final,方法被隱式指定為 public abstract(JDK 1.8 d一個(gè)類可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口,一個(gè)類實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口則必須實(shí)現(xiàn)該接口中的抽象方法,否則該類必須被定義為抽象類
- ??接口支持多繼承,即一個(gè)接口可以繼承(extends)多個(gè)接口,間接解決了 Java 中類不能多繼承的問題。
??那么接口一般用在什么地方呢?
- 一般情況下,實(shí)現(xiàn)類和它的抽象類之前具有 "is-a" 的關(guān)系,但是如果我們想達(dá)到同樣的目的,但是又不存在這種關(guān)系時(shí),使用接口。
- 由于 Java 中單繼承的特性,導(dǎo)致一個(gè)類只能繼承一個(gè)類,但是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口,此時(shí)可以使用接口。
??下面就讓我們來看看接口的正確用法:幫助java實(shí)現(xiàn)“ 多繼承 ”??
由于 Java 中單繼承的特性,導(dǎo)致一個(gè)類只能繼承一個(gè)類,但是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口,此時(shí)可以使用接口。 class Animal { String name; // 不能使用private,后面的子類也要用 public Animal(String name) { // 父類的自定義的構(gòu)造方法 this.name = name; } } interface IFlying { // 自定義多種接口 void fly(); } interface IRunning { void run(); } interface ISwimming { void swimming(); } // 小鴨子,不僅會(huì)跑,還會(huì)游泳、飛行 一個(gè)類繼承父類,并實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口,間接的解決java中不能多繼承的問題 class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying { public Duck(String name) { // 子類構(gòu)造方法 super(name); // 必須在子類構(gòu)造方法的第一行 // 在給實(shí)現(xiàn)子類的構(gòu)造方法前,先要用super()調(diào)用實(shí)現(xiàn)父類的構(gòu)造方法,比較先有父后有子呀! // 因?yàn)楦割愖约憾x了構(gòu)造方法,編譯器不會(huì)自動(dòng)給給子類構(gòu)造方法中添加super();來實(shí)現(xiàn)父類的構(gòu)造方法,需要我們自己實(shí)現(xiàn) } // 對(duì)接口中的抽象方法進(jìn)行重寫 @Override public void fly() { System.out.println(this.name + "正在用翅膀飛"); } @Override public void run() { System.out.println(this.name + "正在用兩條腿跑"); } @Override public void swimming() { System.out.println(this.name + "正在漂在水上"); } } public class 接口的使用 { // 不用學(xué)我用中文名作為類名,我只是為演示方便 public static void main(String[] args) { Duck duck = new Duck("第一個(gè)小鴨子"); // 實(shí)例化鴨子對(duì)象 duck.fly(); // 通過引用 變量名.方法名 輸出重寫后的方法 duck.run(); duck.swimming(); } } 有人可能會(huì)說干嘛用接口,我直接在父類Animal中實(shí)現(xiàn)fly、run、swimming這些屬性, 然后不同的動(dòng)物子類再繼承父類這些方法不行嗎? 但問題是,鴨子會(huì)fly、swimming,那貓會(huì)飛和游泳嗎?你再寫個(gè)其他動(dòng)物的子類是不是就不行了 而用接口呢?我們只是把這種飛、游泳的行為給抽象出來了, 只要一個(gè)子類有這種行為,他就可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的接口,接口是更加靈活的
??上面的代碼展示了 Java 面向?qū)ο缶幊讨凶畛R姷挠梅? 一個(gè)類繼承一個(gè)父類, 同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。
??繼承表達(dá)的含義是 is - a 語義, 而接口表達(dá)的含義是 具有 xxx 特性 ,能實(shí)現(xiàn)接口的類和該接口并不一定有is_a的關(guān)系,只要該類有這個(gè)接口的特性就行
貓是一種動(dòng)物, 具有會(huì)跑的特性.
青蛙也是一種動(dòng)物, 既能跑, 也能游泳
鴨子也是一種動(dòng)物, 既能跑, 也能游, 還能飛
??這樣設(shè)計(jì)有什么好處呢? 時(shí)刻牢記多態(tài)的好處, 讓程序猿忘記類型. 有了接口之后, 類的使用者就不必關(guān)注具體類型,只要這個(gè)類有有這個(gè)特性就好。
舉個(gè)栗子??
class Robot implements IRunning { private String name; public Robot(String name) { this.name = name; } // 對(duì)run方法進(jìn)行重寫 @Override public void run() { System.out.println("機(jī)器人" + this.name + "正在跑"); } } public class Test4 { public static void main(String[] args) { Robot robot1 = new Robot("圖圖"); robot1.run(); } } // 執(zhí)行結(jié)果 機(jī)器人圖圖正在跑
??只要能跑就行,管他是機(jī)器人還是動(dòng)物呢??,接口是不是很靈活呀!
同時(shí)在實(shí)際的開發(fā)過程中,一般來說,一個(gè)類是一個(gè)Java文件,一個(gè)接口也是一個(gè)Java文件。大家也要在平時(shí)就養(yǎng)成這個(gè)好習(xí)慣呀!
哈哈,不知道現(xiàn)在你對(duì)抽象類和接口的認(rèn)識(shí)是不是又上升了一個(gè)高度呢?嘻嘻,我們下篇博客再見了,下篇讓我們瞅瞅Java中常用的接口有哪些??
到此這篇關(guān)于Java中的抽象類和接口的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java抽象類和接口內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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