Java抽象类、接口和内部类

1.抽象方法、抽象类

1）抽象方法：

• 由abstract修饰
• 只有方法的定义，没有方法的具体实现（连{}都没有）

　　由abstract修饰的方法为抽象方法，抽象方法只有方法的定义，没有方法体实现，用一个分号结尾。即：方法五要素中，抽象方法缺少了一个要素（方法体），也可以将抽象方法理解为不完整的方法。

 

2）抽象类：

• 由abstract修饰
• 包含抽象方法的类必须是抽象类，不包含抽象方法的类也可以声明抽象类（意义不大）
• 抽象类不能被实例化
• 抽象类是需要被继承的
  • • 子类需要重写抽象类的所有抽象方法---常用
    • 子类也可以声明为抽象类---不常用
• 抽象类的意义：
  • • 封装子类所共有的属性和行为---代码复用
    • 为所有子类提供一种统一的类型---向上造型
    • 可以包含抽象方法，为所有子类提供了统一的入口，子类的实现不同，但入口是一致的

　　由abstract修饰的类为抽象类，抽象类是不能实例化对象的，而一个类不能实例化是没有意义的，所以需要定义类来继承抽象类，它的子类必须重写所有的抽象方法，除非该类也声明为抽象类。

abstract class Foo{
	private double c;
	public Foo(double c){  //没什么意义，需要被子类重写
		this.c = c;
	}
	public abstract double area();  //抽象方法，没有方法体，大括号也不存在
}
class Sub extends Foo{
	public Sub(double c) {  //需要重写构造方法
		super(c);
	}
	public double area(){
		return 0.0;
	}
}
abstract class Sub2 extends Foo{  //抽象方法继承抽象方法
	public Sub2(double c) {  //需要重写构造方法，不需要重写抽象方法
		super(c);
	}
}

　　

3）抽象类不可以被实例化

Foo f = new Foo();  //编译错误，抽象类不能被实例化

　　即使一个类中没有抽象方法，也可以将其定义为抽象类，同样，该类不可以实例化。

　　注意：abstract和final关键字不能同时修饰一个类，因为final使得类不可继承，而abstract修饰的类如果不可以继承将没有任何意义。

 

4）继承抽象类

　　一个类继承抽象类后，必须实现其抽象方法，不同的子类可以有不同的实现。

abstract class Foo{
	private double c;
	public Foo(double c){  //没什么意义，需要被子类重写
		this.c = c;
	}
	public abstract String sayHi();
}
class Sub extends Foo{
	public Sub(double c) {  //需要重写构造方法
		super(c);
	}
	public String sayHi(){
		return "Hello";
	}
}

　　

4）抽象类的意义

• 为其子类提供一个公共的类型（父类引用指向子类对象，即向上造型）
• 封装子类中的重复内容（成员变量和方法）
• 定义有抽象方法，子类虽然有不同的实现，但该方法的定义是一致的（子类需要实现此抽象方法）

案例1：抽象类演示

public class AbstractDemo {
	public static void main(String[] args){
//		Shape s = new Shape(); //编译错误，抽象类不能被实例化
		Shape[] shape = new Shape[4];  //创建Shape数组对象
		shape[0] = new Circle(1);  //向上造型
		shape[1] = new Circle(2);
		shape[2] = new Square(1);
		shape[3] = new Square(2);
		maxArea(shape);  //调用求最大面积方法
	}

	private static void maxArea(Shape[] shape) {
		double max = shape[0].area();
		int maxIndex = 0; //最大面积下标
		for(int i=0;i<shape.length;i++){
			double area = shape[i].area();
			if(area>max){
				max = area;
				maxIndex=i;
			}
		}
		System.out.println("最大面积为:"+max+"所在下标为:"+maxIndex);
	}
}
abstract class Shape{ //抽象类---不完整的类
	protected double c; //周长
	public abstract double area(); //抽象方法---不完整
}
class Circle extends Shape{
	public Circle(double c){
		this.c = c;
	}
	public double area(){  //重写抽象方法---变不完整为完整
		return 0.0796*c*c;
	}
}
class Square extends Shape{
	public Square(double c){
		this.c = c;
	}
	public double area(){
		return 0.0625*c*c;
	}
}

　　

 

2. 接口

• 是一个标准、规范，遵循了这个标准就能干某件事
• 是一种数据类型（引用类型）
• 由interface定义，只能包含常量和抽象方法，方法默认由public abstract修饰
• 接口不能被实例化
• 接口是需要被实现的，通过implements关键字实现，实现类：必须重写接口中的所有抽象方法
• 一个类可以实现多个接口，逗号分隔，若又继承又实现，必须先继承后实现
• 接口可以继承一个或多个接口，逗号分隔（extends）

1）定义接口

　　接口可以看成是特殊的抽象类。即：只包含抽象方法和常量的抽象类。通过interface关键字来定义接口。

interface Demo{
	public static int x = 100;
	public int y = 50;
	double area();   //默认会加上public abstract修饰
	public abstract void test();
}

　　

2）实现接口

　　与继承不同，一个类可以实现多个接口，实现的接口直接用逗号分隔，该类需要实现这些接口中定义的所有方法。通过implements关键字实现接口。接口可以作为一种类型声明变量，一个接口类型的变量可以引用实现了该接口的类的对象，通过该变量可以调用该接口中定义的方法（具体的实现类提供了方法的实现）。一个接口类型变量，引用了子类的对象，调用时，调用的是子类对象的具体的实现。

public class Test {
	public static void main(String[] args){
		Demo d = new Aoo();   //一个接口类型变量，引用了子类的对象，调用时，调用的是子类对象的具体的实现
		d.test();   //This is Aoo
	}
}

interface Demo{
	public static int x = 100;
	public int y = 50;
	double area();   //默认会加上public abstract修饰
	public abstract void test();
}
class Aoo implements Demo{
	public double area(){
		return 0.0;
	}
	public void test(){
		System.out.println("This is Aoo");
	}
}

　　

3）接口的继承

　　接口间可以存在继承关系，一个接口可以通过extends关键字继承另外一个接口，子接口继承了父接口中定义的所有方法。

interface Foo{
	public void funFoo();
}
interface Goo{
	public void funGoo();
}
interface Hoo extends Foo,Goo{  //接口可以继承一个或多个接口，逗号分隔
	public void funHoo();
}
interface Ioo{
	void funIoo();
}

class Joo implements Hoo,Ioo{  //一个类可以继承多个接口
	public void funFoo(){}  //重写父类的父类的抽象方法
	public void funGoo(){}  //重写父类的父类的抽象方法
	public void funHoo(){}  //重写父类的抽象方法
	public void funIoo(){}   //重写父类的抽象方法
}

　　

4）接口和抽象类的区别

• 一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口
• 抽象类中可以包含抽象方法和非抽象方法，而接口中的所有方法均为抽象的
• 子类继承抽象类必须实现抽象类中所有抽象方法，否则子类也必须是抽象类。而子类实现接口则必须实现接口中所有的抽象方法。

 

案例2：接口的演示

public class InterfaceDemo {
	public static void main(String[] args){
//		Inter6 o1= new Inter6();   //编译错误，接口不能被实例化
		Inter6 o2 = new Moo();  //向上造型
		Inter5 o3 = new Moo();
	}
}
//演示接口语法
interface Inter1{
	public static final int NUM = 5;
	public abstract void show();
	double PI = 3.14; //默认public static final修饰
	void say();  //默认public abstract修饰
//	int count; //编译错误，常量必须声明同时初始化
//	void test(){}  //编译错误，抽象方法没有方法体
}

//演示接口实现
interface Inter2{
	void show();
	void say();
}
class Joo implements Inter2{
	public void show(){}
	public void say(){}
}

//演示接口的多实现、继承
interface Inter3{
	void show();
}
interface Inter4{
	void say();
}
abstract class Koo{
	abstract void test();
}
class Loo extends Koo implements Inter3,Inter4{
	public void show(){}
	public void say(){}
	void test(){}
}

//演示接口继承接口
interface Inter5{
	void show();
}
interface Inter6 extends Inter5{
	void say();
}
class Moo implements Inter6{
	public void show(){}
	public void say(){}
}

　　

 3. 多态

1）意义：

　　1.1）同一类型的引用指向不同的对象时，有不同的实现：行为的多态：cut()、run()

　　1.2）同一个对象被造型为不同的类型时，有不同的功能：对象的多态：水

2）向上造型：

　　2.1）父类型的引用指向子类的对象

　　2.2）能造型成为的类有：父类、所实现的接口

　　2.3）能点出来什么，看引用的类型

3）强制类型转换，成功的条件有两种：

　　3.1）引用所指向的对象，就是该子类型

　　3.2）引用所指向的对象，实现了该接口

4）若不满足以上两个条件，则发生ClassCastException类型转换异常

　　建议：在强转之前先通过instanceof判断引用指向的对象是否是该类型

4. 成员内部类：应用几率不大

1）类中套类，里面的成为Inner，外面的成为Outer

2）内部类通常只服务于外部类，对外不具备可见性

3）内部类对象通常是在外部类中创建的

4）内部类中可以直接访问外部类的成员，包括私有的

　  一般情况下，Inner对象会在Outer对象中创建（构造方法或其他方法），Inner对象中会有一个隐式的引用指向创建它的Outer类对象，外部类名.this.

5. 匿名内部类

1）若想创建一个类（子类）的对象，并且对象只被创建一次，此时该类不必命名，称之为匿名内部类

2）匿名内部类中访问外部的变量，该变量必须是final的

常见面试题：内部类有独立的.class吗？ 答案：有

5. 面向对象三大特征

1）封装：

　　1.1）类：封装的是对象的属性和行为

　　1.2）方法：封装的是业务逻辑功能的实现

　　1.3）访问控制修饰符：封装的是访问的权限

2）继承：

　　2.1）作用：代码复用，通过extends来实现继承

　　2.2）父类/基类：共有的

　　　　子类/派生类：特有的

　　3.3）单一继承、多接口实现

3）多态：

　　3.1）意义：行为的多态、对象的多态　

　　3.2）向上造型、强制类型转换（instanceof）

　　3.3）多态的表现形式：重写、重载

 

设计规则：

1）将所有子类共有的属性和行为，抽象到父类中

2）所有子类行为都一样，设计为普通方法

　 所有子类行为不一样，设计为抽象方法

3）将部分子类共有的行为，抽象到接口中

　 符合既是也是的原则，使用接口

　 接口是对继承的单根性的扩展——实现多继承

 

案例3：多态的演示

public class MultiTypeDemo {
	public static void main(String[] args){
		Aoo o1 = new Boo();  //向上造型（自动类型转换）
		Boo o2 = (Boo)o1;     //o1指向的对象就是Boo类型（强制类型转换）
		Inter o3 = (Inter)o1;    //o1指向的对象实现了Inter接口（强制类型转换）
//		Coo o4 = (Coo)o1;    //java.lang.ClassCastException:类型转换异常
		if(o1 instanceof Coo){  //强转建议使用instanceof判断
			Coo o5 = (Coo)o1;
		}
	}
}

interface Inter{}
class Aoo{}
class Boo extends Aoo implements Inter{}
class Coo extends Aoo{}

案例4：多态的演示2

public class UnionPayTest {
	public static void main(String[] args) {
		ABCATM atm = new ABCATM(); //atm机对象
		UnionPay card = new ABCImpl(); //银联卡
		atm.insertCard(card); //插卡
		atm.payTelBill(); //支付电话费
	}
}
class ABCATM{ //农行ATM机类
	private UnionPay card; //银联卡
	public void insertCard(UnionPay card){ //插卡
		this.card = card;
	}
	public void payTelBill(){ //支付电话费按钮
		if(card instanceof ABC){ //是农行卡
			ABC abcCard = (ABC)card; //强转为农行卡
			abcCard.payTelBill("12345679845", 500);
		}else{ //不是农行卡
			System.out.println("不是农行卡，不能支付电话费");
		}
	}
}

interface UnionPay{ //银联接口
	public double getBalance(); //查询余额
	public boolean drawMoney(double number); //取款
	public boolean checkPwd(String input); //验证密码
}
interface ICBC extends UnionPay{ //工行接口
	public void payOnline(double number); //在线支付
}
interface ABC extends UnionPay{ //农行接口
	public boolean payTelBill(String phoneNum,double sum); //支付电话费
}

class ICBCImpl implements ICBC{ //工行卡
	public double getBalance(){return 0.0;}
	public boolean drawMoney(double number){return true;}
	public boolean checkPwd(String input){return true;}
	public void payOnline(double number){}
}
class ABCImpl implements ABC{ //农行卡
	public double getBalance(){return 0.0;}
	public boolean drawMoney(double number){return true;}
	public boolean checkPwd(String input){return true;}
	public boolean payTelBill(String phoneNum,double sum){
		System.out.println("支付电话费成功");
		return true;
	}
}

案例5：成员内部类的演示

public class InnerClassDemo {
	public static void main(String[] args){
		Outer outer = new Outer(100);
		outer.printTime();
		//		Inner g = new Inner();   //编译错误
	}
}

class Outer{
	private int time;
	private Inner inner;
	Outer(int time){
		this.time = time;
		inner = new Inner();
		inner.timeInc();
	}
	public void printTime(){
		System.out.println(Outer.this.time);   //101
		System.out.println(++time);  //102
	}
	class Inner{
		public void timeInc(){
			time++;
		}
	}
}

　　在Outer构造方法中创建的Inner对象会有一个隐式的引用指向创建它的Outer对象，调用Inner对象的timeInc方法，即会对Outer的time属性进行操作。

案例6：匿名内部类的演示

 

public class NstInnerClassDemo {
	public static void main(String[] args){
		/*
		 * 1）创建了Inter2的一个子类，但是没有名字
		 * 2）为该子类创建了一个对象，叫o1
		 * 3）大括号中的为子类的类体
		 */
		Inter2 o1 = new Inter2(){	};
		
		/*
		 * 1）创建了Inter2的一个子类，但是没有名字
		 * 2）为该子类创建了一个对象，叫o2
		 * 3）大括号中的为子类的类体
		 */
		Inter2 o2 = new Inter2(){ };
		
		int num = 5;
		/*
		 * 1）创建了Inter1的一个子类，但是没有名字
		 * 2）为该子类创建了一个对象，叫o3
		 * 3）大括号中的为子类的类体
		 */
		Inter1 o3 = new Inter1(){
			public void show(){
				System.out.println("show");
				System.out.println(num);
			}
		};
		o3.show();
	}
}

interface Inter1{
	void show();
}
interface Inter2{ }