Java基礎語法——面向對象(3)
第一章 接口
1.1 接口概念
接口是功能的集合,同樣可看做是一種數據類型,是比抽象類更為抽象的”類”。接口只描述所應該具備的方法,並沒有具體實現,具體的實現由接口的實現類(相當於接口的子類)來完成。這樣將功能的定義與實現分離,優化了程序設計。請記住:一切事物均有功能,即一切事物均有接口。
1.2 接口的定義
與定義類的class不同,接口定義時需要使用interface關鍵字。定義接口所在的仍為.java文件,雖然聲明時使用的為interface關鍵字的編譯後仍然會產生.class文件。這點可以讓我們將接口看做是一種只包含了功能聲明的特殊類。
定義格式:
public interface 接口名
抽象方法1;
抽象方法2;
抽象方法3;
}
使用interface代替了原來的class,其他步驟與定義類相同:
接口中的方法均為公共訪問的抽象方法
接口中無法定義普通的成員變量
1.3 類實現接口
類與接口的關系為實現關系,即類實現接口。實現的動作類似繼承,只是關鍵字不同,實現使用implements。其他類(實現類)實現接口後,就相當於聲明:”我應該具備這個接口中的功能”。實現類仍然需要重寫方法以實現具體的功能。
格式:
class 類 implements 接口 {
重寫接口中方法
}
在類實現接口後,該類就會將接口中的抽象方法繼承過來,此時該類需要重寫該抽象方法,完成具體的邏輯
接口中定義功能,當需要具有該功能時,可以讓類實現該接口,只聲明了應該具備該方法,是功能的聲明。
在具體實現類中重寫方法,實現功能,是方法的具體實現。
1.4 接口中成員的特點
接口中可以定義變量,但是變量必須有固定的修飾符修飾,public static final 所以接口中的變量也稱之為常量,其值不能改變.接口中可以定義方法,方法也有固定的修飾符,public abstract。接口不可以創建對象。子類必須覆蓋掉接口中所有的抽象方法後,子類才可以實例化。否則子類是一個抽象類。
interface Demo { ///定義一個名稱為Demo的接口。 public staticfinal int NUM = 3;// NUM的值不能改變 public abstract void show1(); public abstract void show2(); } //定義子類去覆蓋接口中的方法。類與接口之間的關系是 實現。通過 關鍵字 implements class DemoImpl implements Demo { //子類實現Demo接口。 //重寫接口中的方法。 public void show1(){} public void show2(){} }
接口最重要的體現:解決多繼承的弊端。將多繼承這種機制在java中通過多實現完成了。
怎麽解決多繼承的弊端呢?
弊端:多繼承時,當多個父類中有相同功能時,子類調用會產生不確定性。
其實核心原因就是在於多繼承父類中功能有主體,而導致調用運行時,不確定運行哪個主體內容。
為什麽多實現能解決了呢?
因為接口中的功能都沒有方法體,由子類來明確。
多個接口之間可以使用extends進行繼承。
interface Fu1{ void show(); } interface Fu2{ void show1(); } interface Fu3{ void show2(); } interface Zi extends Fu1,Fu2,Fu3{ void show3(); }
接口在開發中的它好處:
1、接口的出現擴展了功能。
2、接口其實就是暴漏出來的規則。
3、接口的出現降低了耦合性,即設備與設備之間實現了解耦。
1.4 接口和抽象的區別
通過實例進行分析和代碼演示抽象類和接口的用法。
1、舉例:
犬:
行為:
吼叫;
吃飯;
緝毒犬:
行為:
吼叫;
吃飯;
緝毒;
2、思考:由於犬分為很多種類,他們吼叫和吃飯的方式不一樣,在描述的時候不能具體化,也就是吼叫和吃飯的行為不能明確。當描述行為時,行為的具體動作不能明確,這時,可以將這個行為寫為抽象行為,那麽這個類也就是抽象類。可是當緝毒犬有其他額外功能時,而這個功能並不在這個事物的體系中。這時可以讓緝毒犬具備犬科自身特點的同時也有其他額外功能,可以將這個額外功能定義接口中。
如下代碼演示:
interface 緝毒{ public abstract void 緝毒(); } //定義犬科的這個提醒的共性功能 abstract class 犬科{ public abstract void 吃飯(); public abstract void 吼叫(); } // 緝毒犬屬於犬科一種,讓其繼承犬科,獲取的犬科的特性, //由於緝毒犬具有緝毒功能,那麽它只要實現緝毒接口即可,這樣即保證緝毒犬具備犬科的特性,也擁有了緝毒的功能 class 緝毒犬 extends 犬科 implements 緝毒{ public void 緝毒() { } void 吃飯() { } void 吼叫() { } } class 緝毒犬 implements 緝毒{ public void 緝毒() { } }
通過上面的例子總結接口和抽象類的區別:
相同點:
都位於繼承的頂端,用於被其他類實現或繼承;
都不能直接實例化對象;
都包含抽象方法,其子類都必須覆寫這些抽象方法;
區別:
抽象類為部分方法提供實現,避免子類重復實現這些方法,提高代碼重用性;接口只能包含抽象方法;
一個類只能繼承一個直接父類(可能是抽象類),卻可以實現多個接口;(接口彌補了Java的單繼承);
抽象類是這個事物中應該具備的裏內容, 繼承體系是一種 is..a關系;
接口是這個事物中的額外內容,繼承體系是一種 like..a關系。
第二章 多態
2.1 多態概述
多態是繼封裝、繼承之後,面向對象的第三大特性。
現實事物經常會體現出多種形態,如學生,學生是人的一種,則一個具體的同學張三既是學生也是人,即出現兩種形態。
Java作為面向對象的語言,同樣可以描述一個事物的多種形態。如Student類繼承了Person類,一個Student的對象便既是Student,又是Person。
Java中多態的代碼體現在一個子類對象(實現類對象)既可以給這個子類(實現類對象)引用變量賦值,又可以給這個子類(實現類對象)的父類(接口)變量賦值。
如Student類可以為Person類的子類。那麽一個Student對象既可以賦值給一個Student類型的引用,也可以賦值給一個Person類型的引用。
最終多態體現為父類引用變量可以指向子類對象。多態的前提是必須有子父類關系或者類實現接口關系,否則無法完成多態。在使用多態後的父類引用變量調用方法時,會調用子類重寫後的方法。
多態的定義格式:就是父類的引用變量指向子類對象
類類型 變量名 = new 子類類型();
變量名.方法名();
普通類多態定義的格式:
父類 變量名 = new 子類(); 如: class Fu {} class Zi extends Fu {} //類的多態使用 Fu f = new Zi();
抽象類多態定義的格式:
抽象類 變量名 = new 抽象類子類();
如:abstract class Fu {
public abstract void method();
} class Zi extends Fu { public void method(){ System.out.println(“重寫父類抽象方法”); } } //類的多態使用 Fu fu= new Zi();
接口多態定義的格式:
接口 變量名 = new 接口實現類(); 如: interface Fu { public abstract void method(); } class Zi implements Fu { public void method(){ System.out.println(“重寫接口抽象方法”); } } //接口的多態使用 Fu fu = new Zi();
同一個父類的方法會被不同的子類重寫。在調用方法時,調用的為各個子類重寫後的方法。
如 Person p1 = new Student(); Person p2 = new Teacher(); p1.work(); //p1會調用Student類中重寫的work方法 p2.work(); //p2會調用Teacher類中重寫的work方法
class Fu { int num = 4; } class Zi extends Fu { int num = 5; } class Demo { public static void main(String[] args) { Fu f = new Zi(); System.out.println(f.num); Zi z = new Zi(); System.out.println(z.num); } }
多態成員變量
當子父類中出現同名的成員變量時,多態調用該變量時:
編譯時期:參考的是引用型變量所屬的類中是否有被調用的成員變量。沒有,編譯失敗。
運行時期:也是調用引用型變量所屬的類中的成員變量。
簡單記:編譯和運行都參考等號的左邊。編譯運行看左邊。
多態出現後會導致子父類中的成員方法有微弱的變化。看如下代碼:
class Fu { int num = 4; void show() { System.out.println("Fu show num"); } } class Zi extends Fu { int num = 5; void show() { System.out.println("Zi show num"); } } class Demo { public static void main(String[] args) { Fu f = new Zi(); f.show(); } }
多態成員方法
編譯時期:參考引用變量所屬的類,如果沒有類中沒有調用的方法,編譯失敗。
運行時期:參考引用變量所指的對象所屬的類,並運行對象所屬類中的成員方法。
簡而言之:編譯看左邊,運行看右邊。
instanceof關鍵字
我們可以通過instanceof關鍵字來判斷某個對象是否屬於某種數據類型。如學生的對象屬於學生類,學生的對象也屬於人類。
使用格式:
boolean b = 對象 instanceof 數據類型;
Person p1 = new Student(); // 前提條件,學生類已經繼承了人類 boolean flag = p1 instanceof Student; //flag結果為true boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag結果為false
2.2多態-轉型
多態的轉型分為向上轉型與向下轉型兩種:
向上轉型:當有子類對象賦值給一個父類引用時,便是向上轉型,多態本身就是向上轉型的過程。
使用格式:
父類類型 變量名 = new 子類類型();
如:Person p = new Student();
向下轉型:一個已經向上轉型的子類對象可以使用強制類型轉換的格式,將父類引用轉為子類引用,這個過程是向下轉型。如果是直接創建父類對象,是無法向下轉型的!
使用格式:
子類類型 變量名 = (子類類型) 父類類型的變量;
如:Student stu = (Student) p; //變量p 實際上指向Student對象
當父類的引用指向子類對象時,就發生了向上轉型,即把子類類型對象轉成了父類類型。向上轉型的好處是隱藏了子類類型,提高了代碼的擴展性。
但向上轉型也有弊端,只能使用父類共性的內容,而無法使用子類特有功能,功能有限制。看如下代碼:
1 //描述動物類,並抽取共性eat方法 2 abstract class Animal { 3 abstract void eat(); 4 } 5 6 // 描述狗類,繼承動物類,重寫eat方法,增加lookHome方法 7 class Dog extends Animal { 8 void eat() { 9 System.out.println("啃骨頭"); 10 } 11 12 void lookHome() { 13 System.out.println("看家"); 14 } 15 } 16 17 // 描述貓類,繼承動物類,重寫eat方法,增加catchMouse方法 18 class Cat extends Animal { 19 void eat() { 20 System.out.println("吃魚"); 21 } 22 23 void catchMouse() { 24 System.out.println("抓老鼠"); 25 } 26 } 27 28 public class Test { 29 public static void main(String[] args) { 30 Animal a = new Dog(); //多態形式,創建一個狗對象 31 a.eat(); // 調用對象中的方法,會執行狗類中的eat方法 32 // a.lookHome();//使用Dog類特有的方法,需要向下轉型,不能直接使用 33 34 // 為了使用狗類的lookHome方法,需要向下轉型 35 // 向下轉型過程中,可能會發生類型轉換的錯誤,即ClassCastException異常 36 // 那麽,在轉之前需要做健壯性判斷 37 if( !a instanceof Dog){ // 判斷當前對象是否是Dog類型 38 System.out.println("類型不匹配,不能轉換"); 39 return; 40 } 41 Dog d = (Dog) a; //向下轉型 42 d.lookHome();//調用狗類的lookHome方法 43 } 44 }View Code
我們來總結一下:
什麽時候使用向上轉型:
當不需要面對子類類型時,通過提高擴展性,或者使用父類的功能就能完成相應的操作,這時就可以使用向上轉型。
如:Animal a = new Dog();
a.eat();
什麽時候使用向下轉型
當要使用子類特有功能時,就需要使用向下轉型。
如:Dog d = (Dog) a; //向下轉型
d.lookHome();//調用狗類的lookHome方法
向下轉型的好處:可以使用子類特有功能。
弊端是:需要面對具體的子類對象;在向下轉型時容易發生ClassCastException類型轉換異常。在轉換之前必須做類型判斷。
如:if( !a instanceof Dog){…}
Java基礎語法——面向對象(3)