JAVA学习笔记（六）

抽象类、接口、多态

1.1抽象类 abstract

　　引入概念：

　　首先，建一个员工父类。然后写父类方法：工作方法，具体做什么工作？

　　方法中写员工做什么工作，但是员工分工不同，做什么工作无法具体写出来

　　引入抽象类的概念；

　　将父类和工作方法变为抽象类和抽象方法。

　　抽象类的定义方式：

　　public abstract class 类名

1.2抽象方法的特点：

　　1.抽象方法必须在抽象类中

　　2.抽象方法没有方法体

　　　　如下，定义一个名为Emp的抽象类

public abstract class Emp {
    public abstract void work();
}

1.3抽象类的特点

　　1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。

　　2、抽象类不可以直接创建对象，原因：调用抽象方法没有意义。

　　3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后，其子类才可以创建对象。否则该子类还是一个抽象类。

　　之所以继承抽象类，更多的是在思想，是面对共性类型操作会更简单。

2.1接口Interface　

　　接口是功能的集合，同样可看做是一种数据类型，是比抽象类更为抽象的”类”。

　　接口只描述所应该具备的方法，并没有具体实现，具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离，优化了程序设计。

2.2接口的定义

　　定义格式：

public interface 接口名 {
抽象方法1;
抽象方法2;
抽象方法3;
}

　　注意：接口中的方法均为公共访问的抽象方法

　　　　　接口中无法定义普通的成员变量

2.2.1类实现接口

　　类与接口的关系为实现关系，即类实现接口。实现的动作类似继承，只是关键字不同，实现使用implements。

　　在类实现接口后，该类就会将接口中的抽象方法继承过来，此时该类需要重写该抽象方法，完成具体的逻辑。

　　1.接口中定义功能，当需要具有该功能时，可以让类实现该接口，只声明了应该具备该方法，是功能的声明。

　　2.在具体实现类中重写方法，实现功能，是方法的具体实现。

2.3接口的多继承　　

　　多个接口之间可以使用extends进行继承

interface Fu1{
    void show();
}
interface Fu2{
    void show1();
}
interface Fu3{
    void show2();
}
interface Zi extends Fu1,Fu2,Fu3{
    void show3();
}

2.4接口和抽象类的区别和联系　

　　相同点:

　　　　1.都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;

　　　　2.都不能直接实例化对象;

　　　　3.都包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;

　　区别:

　　　　1.抽象类为部分方法提供实现,避免子类重复实现这些方法,提高代码重用性;接口只能包含抽象方法;

　　　　2.一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口;(接口弥补了Java的单继承)

　　　　3.抽象类是这个事物中应该具备的你内容, 继承体系是一种 is..a关系

　　　　4.接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a关系

3.1多态概述

　　多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

　　Java作为面向对象的语言，可以描述一个事物的多种形态。

　　最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。

　　多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态。

　　在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。

3.2多态的定义与使用格式

　　多态的定义格式：就是父类的引用变量指向子类对象。

普通类多态定义的格式

父类 变量名 = new 子类();
如：    class Fu {}
    class Zi extends Fu {}
    //类的多态使用
Fu f = new Zi();

抽象类多态定义的格式

抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
如：    abstract class Fu {
         public abstract void method();
         }
class Zi extends Fu {
public void method(){
              System.out.println(“重写父类抽象方法”);
}
}
//类的多态使用
Fu fu= new Zi();

接口多态定义的格式

接口 变量名 = new 接口实现类();
如： interface Fu {
             public abstract void method();
}
class Zi implements Fu {
             public void method(){
              System.out.println(“重写接口抽象方法”);
}
}
//接口的多态使用
Fu fu = new Zi();

3.2instanceof关键字

　　我们可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。

　　使用格式：

　　boolean  b=对象  instanceof  数据类型；

3.3多态转型

　　多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

1.向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Person p = new Student();

2.向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的！

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;
如:Student stu = (Student) p;  //变量p 实际上指向Student对象

3.4多态的好处与弊端

　　当父类的引用指向子类对象时，就发生了向上转型，即把子类类型对象转成了父类类型。向上转型的好处是隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性。

　　但向上转型也有弊端，只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。

看如下代码：

//描述动物类，并抽取共性eat方法
abstract class Animal {
    abstract void eat();
}
 
// 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法
class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }

    void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

// 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法
class Cat extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }

    void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象
        a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法
        // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用
        
        // 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型
// 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常
        // 那么，在转之前需要做健壮性判断 
        if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
                 System.out.println("类型不匹配，不能转换"); 
                 return; 
        } 
        Dog d = (Dog) a; //向下转型
        d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
    }
}

总结

什么时候使用向上转型：

　　当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。如

Animal a = new Dog();
a.eat();

什么时候使用向下转型

　　当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。如

Dog d = (Dog) a; //向下转型
d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法

　　向下转型的好处：可以使用子类特有的功能。

　　弊端是：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。如

if( !a instanceof Dog){…}

总结下封装、继承、多态的作用：

　　封装：把对象的属性与方法的实现细节隐藏，仅对外提供一些公共的访问方式

　　继承：子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

　　多态：配合继承与方法重写提高了代码的复用性与扩展性；如果没有方法重写，则多态同样没有意义。