抽象类和接口(全)

发布于:2025-06-10 ⋅ 阅读:(14) ⋅ 点赞:(0)

一、抽象类

1.概念:如果⼀个类中没有包含⾜够的信息来描绘⼀个具体的对象,这样的类就是抽象类。

                像是没有实际⼯作的⽅法,我们可以把它设计成⼀个抽象⽅法,包含抽象⽅法的类我们称为抽象类。

2.语法

在Java中,⼀个类如果被 abstract 修饰称为抽象类,抽象类中被abstract 修饰的⽅法称为抽象⽅法,抽象⽅法不⽤给出具体的实现体。

public abstract class Shape {
    //抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
    abstract public void draw();
    abstract void calcArea();

    //抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
    public double getArea(){
        return area;
    }

    protected double area;//面积
}

#注: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

3.抽象类的特性

(1)抽象类不能直接实例化对象

Shape sahpe = new Shape();

//编译错误
Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; ⽆法实例化

(2)抽象方法不能是private的,也不能被final和static修饰(抽象类注定要被继承,内部的抽象方法要被重写)

(3)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(如果子类也是抽象类,那么它的子类要重写其父类和父类的父类的抽象方法)

//抽象类:被abstract修饰的类
public abstract class Shape {
    //抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
    abstract public void draw();
    abstract void calcArea();
    //抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
    public double getArea(){
        return area;
    }

    protected double area;//面积
}


public class Rect extends Shape{
    private double length;
    private double width;
    public Rect(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
    public void draw(){
        System.out.println("矩形:length="+length+"width="+width);
    }

    public void calcArea(){
        area = length*width;
    }

}


public class Circle extends Shape{
    private double r;
    final private static double PI = 3.14;
    public Circle(double r){
        this.r = r;
    }

    public void draw(){
        System.out.println("圆:r = "+r);
    }

    public void calcArea(){
        area = PI*r*r;
    }
}


public class Triangle extends Shape{
    private double a;
    private double b;
    private double c;
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("三⻆形: a = "+a + " b = "+b+" c = "+c);
    }

    @Override
    void calcArea() {

    }
}

(4).抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类一定是抽象类

(5).抽象方法中可以有构造方法,供子类创建对象时初始化父类的成员变量

4.抽象类的作用

抽象类的使用相当于是多了一重编译器的校验。

在上述代码中,实际工作是由子类完成的,那么如果误用成了父类,普通的类编译器不会报错,但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误,尽早发现问题。

二、接口

1.概念

在Java中,接口可以看成是多个类的公共规范,是一种引用数据类型

2.语法

public interface 接口名称{
    //抽象方法
    public abstract void method1();// public abstract是固定搭配,可以不写
    public void method2();
    abstract void method3();
    void method4();

    //注意:在接口中上述写法都是抽象方法,但是更推荐方式4,代码更加简洁
 }

#注:

(1)创建接口时,接口的命名一般是以大写的字母I开头

(2)接口的命名一般使用形容词性的单词(后面+able)

(3)阿里编码规范中约定,接口中的方法和属性不要加任何修饰符号,保持代码的简洁性。

3.接口的使用

接口不能直接使用,必须要有一个“实现类”来“实现”该接口,实现接口中所有的抽象方法。

public class 类名 implements 接口名称{
    //...
}

#注:子类和父类之间是extends继承关系,类与接口之间是implements实现关系

//鼠标类,实现USB接口
public class Mouse implements USB{

    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click(){
        System.out.println("鼠标点击");
    }
}


//键盘类,实现USB接口
public class KeyBoard implements USB {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }

    public void inPut(){
        System.out.println("键盘输入");
    }
}


//笔记本类:使用USB设备
public class Computer {
    public void powerOn(){
        System.out.println("打开笔记本电脑");
    }

    public void powerOff(){
        System.out.println("关闭笔记本电脑");
    }

    public void useDevice(USB usb){
        usb.openDevice();
        if(usb instanceof Mouse){
            Mouse mouse = (Mouse)usb;
            mouse.click();
        } else if (usb instanceof KeyBoard) {
            KeyBoard keyBoard = (KeyBoard) usb;
            keyBoard.inPut();
        }
        usb.closeDevice();
    }
}


//测试类
public class TestUSB {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();

        //使用鼠标设备
        computer.useDevice(new Mouse());

        //使用键盘设备
        computer.useDevice(new KeyBoard());

        computer.powerOff();
    }
}

instanceof是用于检查比较的,避免出现ClassCastException异常

4.特性

(1)接口是一种引用类型,但是不能直接new接口的对象

(2)即接⼝中的⽅法会被隐式的指定为public  abstract

(3)接口中的方法不能在接口中实现,只能由实现接口的类来实现

(4)重写接口中的方法时,不能使用默认的访问权限

(5)接口中可以含有变量,但是接口中的变量会被隐式的指定为public static final变量

(6)接口中不能有静态代码块和构造方法

(7)接口虽然不是类,但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class

(8)如果类没有实现接口中的所有抽象方法,则类必须设置为抽象类

5.实现多个接口

Java中不⽀持多继承,但是⼀个类可以实现多个接⼝。

public class Animal {
    protected String name;
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

}

public interface IFlying {
    void fly();
}

public interface IRunning {
    void run();
}

public interface ISwimming {
    void swim();
}

public class Duck extends Animal implements IRunning,ISwimming,IFlying{
    public Duck(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name+"正在用翅膀飞");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name+"正在用两条腿跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name+"正在漂在水上");
    }

}

这样设计可以让程序员不必关注具体类型,而是只关注某个类是否具备某种能力

6.接口之间的继承

在Java中,类和类之间是单继承的,⼀个类可以实现多个接⼝,接⼝与接⼝之间可以多继承。即:⽤ 接⼝可以达到多继承的⽬的。

接⼝可以继承⼀个接⼝,达到复⽤的效果. 使⽤extends关键字.

7.接⼝使⽤实例

例:对象之间进⾏⼤⼩关系⽐较

(1)使⽤Comparable接⼝

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int score;

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }



    @Override
    public int compareTo(Student o) {
//        Student s = (Student) o;
//        if(this.score > s.score){
//            return -1;
//        } else if (this.score > s.score) {
//            return 1;
//        }else {
//            return 0;
//        }
        return this.score-o.score;
        //return this.name.compareTo(o.name);
    }
}


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("zhangsan",10);
        Student s2 = new Student("lisi",20);
        System.out.println(s1.compareTo(s2));
    }
}

(2)使⽤Comparator接⼝

public class ScoreComparator implements Comparator<Student> {

    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.getScore()-o2.getScore();
    }
}

public class NameComparator implements Comparator<Student> {


    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return  o1.getName().compareTo(o2.getName());
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("zhangsan",10);
        Student s2 = new Student("lisi",20);
        //根据分数进行比较
        ScoreComparator scoreComparator = new ScoreComparator();
        System.out.println(scoreComparator.compare(s1,s2));

        //根据姓名比较
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        System.out.println(nameComparator.compare(s1,s2));
    }
}

8.Clonable 接⼝和深拷⻉

Java 中内置了⼀些很有⽤的接⼝,Clonable就是其中之⼀.

Object 类中存在⼀个clone⽅法,调⽤这个⽅法可以创建⼀个对象的"拷⻉".但是要想合法调⽤clone ⽅法,必须要先实现Clonable接⼝,否则就会抛出CloneNotSupportedException异常.

public class Animal implements Cloneable{
    private String name;
    public Animal clone(){
        Animal o = null;
        try{
            o = (Animal) super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return o;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        Animal animal2 = animal.clone();
        System.out.println(animal == animal2);
    }
}

#注:try-catch用来处理克隆过程中可能出现的异常的(try尝试调用并执行父类Object的clone方法,catch则是捕获异常,是一种校验)

(1)浅拷贝

public class Person implements Cloneable{
    public Money money = new Money();
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

}


public class Money {
    public double m = 99.99;
}


public class TestDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws
            CloneNotSupportedException {
        Person person1 = new Person();
        Person person2 = (Person) person1.clone();
        System.out.println(" 通过 person2 修改前的结果 ");
        System.out.println(person1.money.m);
        System.out.println(person2.money.m);
        person2.money.m = 13.6;

        System.out.println("通过person2 修改后的结果 ");
        System.out.println(person1.money.m);
        System.out.println(person2.money.m);
    }
}

就像是上面的代码,只是拷贝了Person,它的Money没有被拷贝,这就叫做浅拷贝

(2)深拷贝(在浅拷贝的基础上连同Money一起拷贝)

protected Object clone()
            throws CloneNotSupportedException {
        //return super.clone();
        Person tmp = (Person)super.clone();
        tmp.m = (Money) this.m.clone();
        return tmp;
    }
}

9.抽象类和接口的区别

核⼼区别: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.

三、Object类

Object是Java默认提供的⼀个类。Java⾥⾯除了Object类,所有的类都是存在继承关系的。默认会继 承Object⽗类。即所有类的对象都可以使⽤Object的引⽤进⾏接收

Object类也存在有定义好的⼀些⽅法,我们主要来熟悉这⼏个⽅法:equals()⽅法,hashcode()⽅法。

1.equals⽅法

equals⽅法默认是按照地址⽐较,如果要⽐较对象中内容,必须重写Object中的equals⽅法

class Person{
     ...
     @Override
     public boolean equals(Object obj) {
         if (obj == null) {
             return false ; 
         }
         if(this == obj) {
             return true ; 
         }
         // 不是Person类对象 
         if (!(obj instanceof Person)) {
             return false ; 
         }
         Person person = (Person) obj ; // 向下转型,⽐较属性值 
         return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age ; 
    }
}

2.hashcode⽅法

了hashCode()这个⽅法,他帮我算了⼀个具体的对象位置,这⾥⾯涉及数据结构,但是还没学数据结构,没法讲述,所以只能说它是个内存地址。然后调⽤Integer.toHexString()⽅法, 将这个地址以16进制输出。

像重写equals⽅法⼀样,我们也可以重写hashcode()⽅法。

 class Person {
     public String name;
     public int age;
     public Person(String name, int age) {
         this.name = name;
         this.age = age;
     }
     @Override
     public int hashCode() {
         return Objects.hash(name, age);
     }
 }
 public class TestDemo4 {
     public static void main(String[] args) {
         Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;
         Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;
         System.out.println(per1.hashCode());
         System.out.println(per2.hashCode());
     }
 }
 //执⾏结果
 
 460141958
 460141958