面向对象4_【抽象类】【接口】【多态】

抽象类abstract

l 抽象定义：

• 抽象就是从多个事物中将共性的，本质的内容抽取出来。

• 例如：狼和狗共性都是犬科，犬科就是抽象出来的概念。

l 抽象类：

• Java中可以定义没有方法体的方法，该方法的具体实现由子类完成，该方法称为抽象方法，包含抽象方法的类就是抽象类。

l 抽象方法的由来：

• 多个对象都具备相同的功能，但是功能具体内容有所不同，那么在抽取过程中，只抽取了功能定义，并未抽取功能主体，那么只有功能声明，没有功能主体的方法称为抽象方法。

• 例如：狼和狗都有吼叫的方法，可是吼叫内容是不一样的。所以抽象出来的犬科虽然有吼叫功能，但是并不明确吼叫的细节。

抽象的特点：

1， 方法只有声明没有实现时，该方法就是抽象方法，需要被abstract修饰。

• 抽象方法必须定义在抽象类中。该类必须也被abstract修饰。

• 格式：修饰符 abstract 返回值类型   函数名(参数列表) ;

2， 抽象类不可以被实例化，也就是不可以用new创建对象。原因如下：

• 抽象类是具体事物抽取出来的，本身是不具体的，没有对应的实例。例如：犬科是一个抽象的概念，真正存在的是狼和狗。

• 而且抽象类即使创建了对象，调用抽象方法也没有意义。

3， 抽象类必须有其子类覆盖了所有的抽象方法后，该子类才可以实例化。

否则，这个子类还是抽象类。

 

1，抽象类中有构造函数吗？

有，用于给子类对象进行初始化。//类的定义一般都有构造函数

2，抽象类可以不定义抽象方法吗？

可以的。 但是很少见，目的就是不让该类创建对象。AWT的适配器对象就是这种类。

通常这个类中的方法有方法体，但是却没有内容。

abstract class Demo{void show1(){} //有大括号就有方法体void show2(){}}

3，抽象关键字不可以和那些关键字共存?

private  不行 //抽象方法必须被覆盖

static 不行 //不需要对象调用，类名调用抽象方法没意义

final 不行 //不能被覆盖

 

4，抽象类和一般类的异同点。

相同点：

抽象类和一般类都是用来描述事物的，都在内部定了成员。

不同：

1，一般类有足够的信息描述事物。抽象类描述事物的信息有可能不足。

2，一般类中不能定义抽象方法，只能定非抽象方法。

抽象类中可定义抽象方法，同时也可以定义非抽象方法。

3，一般类可以被实例化。抽象类不可以被实例化。

 

5，抽象类一定是个父类吗？

是的。因为需要子类覆盖其方法后才可以对子类实例化。 

 

雇员示例：

需求：公司中程序员有姓名，工号，薪水，工作内容。

项目经理除了有姓名，工号，薪水，还有奖金，工作内容。

对给出需求进行数据建模。

 

分析：

在这个问题领域中，先找出涉及的对象。

通过名词提炼法。

程序员：

属性：姓名，工号，薪水、

行为：工作。

经理：

属性：姓名，工号，薪水，奖金。

行为：工作。

程序员和经理不存在着直接继承关系，但是程序员和经理却具有共性内容。

可以进行抽取。因为他们都是公司的雇员 

可以将程序员和经理进行抽取.建立体系.

/描述雇员。abstract class Employee{private String name;private String id;private double pay;Employee(String name,String id,double pay){this.name = name;this.id = id;this.pay = pay;}public abstract void work();}//描述程序员。class Programmer extends Employee{Programmer(String name,String id,double pay){super(name,id,pay);//super调用父类中构造方法}public void work(){System.out.println("code...");}}//描述经理。 class Manager extends Employee{private int bonus;Manager(String name,String id,double pay,int bonus){super(name,id,pay);this.bonus = bonus;}public void work(){System.out.println("manage");}}class  AbstractTest{public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World!");}}class Person{private String name;private int age;Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}public String getName(){return name;}public void setName(String name){this.name = name;}}class Student extends Person{Student(String name,int age){super(name,age);}}class Worker extends Person{Worker(String name,int age){super(name,age);}}

抽象类的应用：模板方法设计模式

/* 是一种设计思想，将不确定的东西暴露出去，不一定是抽象方法

获取一段程序运行的时间

原理：获取程序开始和结束时间相减即可

获取时间：System.currentTimeMillis();

 

模板方法设计模式

在定义功能时，功能的一部分是确定的，单有一部分是不确定的（抽象）

确定的部分在使用不确定的部分，将不确定的部分暴露出去，又该类的子类去完成

*/

abstract class GetTime{public final void getTime()//确定的功能，使用final避免被覆盖{long start= System.currentTimeMillis();runcode();long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("毫秒:"+(end-start));}public abstract void runcode();//抽象方法被子类实现，或者一般方法被子类覆盖}class  SubTime extends GetTime{public void runcode(){for (int x=0; x<1000 ;x++ ){int sum=0;sum+=x;System.out.print(sum);}}}class TemplateDemo{public static void main(String[] args){SubTime gt=new SubTime();gt.getTime();}}

接口interface

当一个抽象类中的方法都是抽象的时候，这时可以将该抽象类用另一种形式定义和表示，就是 接口 interface。定义接口使用的关键字不是class，是interface.

对于接口当中常见的成员：而且这些成员都有固定的修饰符。

1，全局常量: public  static  final 

2，抽象方法。public  abstract 

由此得出结论，接口中的成员都是公共的权限.

l 接口是对外暴露的规则。

l 接口是程序的功能扩展。

l 接口的出现降低耦合性。

l 接口可以用来多实现。

多继承之所以不被支持，是因为它的方法有方法体，导致调用的不确定性

而接口的方法没有方法体,所以支持多实现,且接口与接口之间可以多继承

interface Demo{public static final int NUM = 4;public abstract void show1();public abstract void show2();}//类与类之间是继承关系，类与接口直接是实现关系。 /*接口不可以实例化。只能由实现了接口的子类并覆盖了接口中所有的抽象方法后，该子类才可以实例化。否则，这个子类就是一个抽象类。*/class DemoImpl implements /*实现*/Demo{public void show1(){}public void show2(){}}/*在java中不直接支持多继承，因为会出现调用的不确定性。所以java将多继承机制进行改良，在java中变成了多实现。一个类可以实现多个接口。 */interface A{public void show();}interface Z{public int add(int a,int b);}class Test implements A,Z//多实现{public int add(int a,int b){return a+b+3;}/**/public void show(){}}/*一个类在继承另一个类的同时，还可以实现多个接口。*/class Q{public void method(){}}abstract class Test2 extends Q implements A,Z{}/*接口的出现避免了单继承的局限性。*/interface CC{void show();}interface MM{void method();}interface QQ extends  CC,MM//接口与接口之间是继承关系，而且接口可以多继承。 {void function();}class WW implements QQ{//覆盖3个方法。public void show(){}public void method(){}public void function(){}}

接口和抽象类的区别

共  性：

都是不断抽取出来的抽象的概念

区别 1：

抽象类体现继承关系，一个类只能单继承

接口体现实现关系，一个类可以多实现

区别 2：

抽象类是继承，是 "is a "关系 定义体系的基本共性内容

接口是实现，是 "like a"关系  定义体系的额外功能

区别 3：

抽象类中可以定义非抽象方法，供子类直接使用

接口的方法都是抽象，实现后才能使用。接口中的成员都有固定修饰符

接口的应用

/*笔记本电脑使用。为了扩展笔记本的功能，但日后出现什么功能设备不知道。定义一个规则，只要日后出现的设备都符合这个规则就可以了。规则在java中就是接口。*/interface USB// 暴露的规则。{public void open();public void close();}class BookPC{public static void main(String[] args){useUSB(new UPan());//功能扩展了。useUSB(new UsbMouse());}//使用规则。public static void useUSB(USB u)//接口类型的引用，用于接收(指向)接口的子类对象。　　//USB u= new UPan();//{if(u!=null){u.open();u.close();}}}//一年后。------------------------------//实现规则。//这些设备和电脑的耦合性降低了。class UPan implements USB{public void open(){System.out.println("upan open");}public void close(){System.out.println("upan close");}}class UsbMouse implements USB{public void open(){System.out.println("UsbMouse open");}public void close(){System.out.println("UsbMouse close");}}

多态

定义：某一类事物的多种存在形态。

l 例：动物中猫，狗。

l 猫这个对象对应的类型是猫类型

• 猫 x = new 猫();

l 同时猫也是动物中的一种，也可以把猫称为动物。

• 动物  y = new 猫();

• 动物是猫和狗具体事物中抽取出来的父类型。

• 父类型引用指向了子类对象。

l 程序中体现：

父类或者接口的引用指向或者接收自己的子类对象。

l 好处和作用：

多态的存在提高了程序的扩展性和后期可维护性

弊端：只能使用父类的引用访问父类中的成员。

l 前提：

• 需要存在继承或者实现关系

• 要有覆盖操作

l 成员函数：

• 编译时：要查看引用变量所属的类中是否有所调用的成员。

• 在运行时：要查看对象所属的类中是否有所调用的成员。

l 成员变量：

• 只看引用变量所属的类。

abstract class Animal{abstract void eat();}class Cat extends Animal{public void eat(){System.out.println("吃鱼");}public void catchMouse(){System.out.println("抓老鼠");}}class Dog extends Animal{public void eat(){System.out.println("吃骨头");}public void kanJia(){System.out.println("看家");}} class DuoTaiDemo {public static void main(String[] args) {/*Cat c1 = new Cat();function(c1);*///Animal a = new Cat();///自动类型提升，猫对象提升了动物类型。但是特有功能无法访问。//a.eat();//作用就是限制对特有功能的访问。//专业讲：向上转型。将子类型隐藏。就不用使用子类的特有方法。//向上转型，限制使用，提高拓展性//Cat c = (Cat)a; //如果还想用具体动物猫的特有功能。 可以将该对象进行向下转型。//c.eat();//c.catchMouse();//向下转型的目的是为了使用子类中的特有方法。//注意：对于转型，自始自终都是子类对象在做着类型的变化。//Animal a1 = new Dog();//Cat c1 = (Cat)a1;//类型转换异常ClassCastExceptionfunction(new Cat());}public static void function(Animal a)//相当于Animal a = new Cat();{a.eat();//a.catchMouse();}}

转型instanceof 关键字

毕姥爷 x =new 毕老师();//多态中子类继承父类的方法会创建出父类类型的子类对象（属性同父类）

x.讲课(); //共有方法

x.钓鱼(); //访问父类特有方法，子类特有方法被隐藏（不能看电影）

 

毕老师 y=(毕老师)x;//子类向下转型，成为子类类型的子类对象

y.讲课(); //使用子类方法，覆盖父类讲课内容

y.看电影(); //访问子类特有方法
y.钓鱼(); //正常的子类继承父类的方法

//向下转型要注意ClassCastException 类型转换异常

如果有多个子类，成为父类类型接受的对象类型不唯一，如果向下转型时转换了其他类型的子类，运行时会抛出类型转换异常

解决方法：使用 instanceof 判断对象的具体类型，instanceof是一个运算符,只能用于引用数据类型的判断，通常再向下转型用于强代码健壮性的判断

if (a instanceof cat){　　Cat c=(Cat)a;　　c.catchMouth();}else if (a insyanceof Dog){Dog d= (Dog)a;d.lookHome();}

多态时成员的特点：

明确一点：子类对象 向上转型时会成为一个父类类型的子类对象，属性同父类，子类特有方法被隐藏

向下转型时会成为一个子类类型的子类对象，属性同子类，继承父类

1，成员变量。

编译时：参考引用型变量所属的类中的是否有调用的成员变量，有，编译通过，没有，编译失败。

运行时：参考引用型变量所属的类中的是否有调用的成员变量，并运行该所属类中的成员变量。

简单说：编译和运行都参考等号的左边。

作为了解。

2，成员函数(非静态)。

编译时：参考引用型变量所属的类中的是否有调用的函数。有，编译通过，没有，编译失败。

运行时：参考的是对象所属的类中是否有调用的函数。

简单说：编译看左边，运行看右边。

因为成员函数存在覆盖特性。

3，静态函数。

编译时：参考引用型变量所属的类中的是否有调用的静态方法。

运行时：参考引用型变量所属的类中的是否有调用的静态方法。

简单说，编译和运行都看左边。

其实对于静态方法，是不需要对象的。直接用类名调用即可。