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  • 2020/7/6 JAVA接口及多态

    一、接口

      1、接口的概念:

          接口是功能的集合,同样可以看做是一种数据类型,是比抽象更抽象的“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。

          请记住:一切事物均有功能,即一切事物均有接口。

      2、接口的定义:

          与定义类的class不同,接口定义时需要使用interface关键字。

          定义接口所在的仍为.java文件,虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件

          这点可以让我们将接口看做是一种只包含了功能声明的特殊类。

          定义格式:

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

          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

      3、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。

          其他类(实现类)实现接口后,就相当于声明:”我应该具备这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。

    //格式:
    classimplements 接口 {
        重写接口中方法
    } 

          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。

          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。

          在具体实现类中重写方法,实现功能,是方法的具体实现。

      4、接口中成员的特点:

          1、接口中可以定义变量,但是变量必须有固定的修饰符修饰,public static final 所以接口中的变量也称之为常量,其值不能改变。后面我们会讲解staticfinal关键字

          2、接口中可以定义方法,方法也有固定的修饰符,public abstract

          3、接口不可以创建对象。

          4子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后,子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。

    interface Demo { ///定义一个名称为Demo的接口。
        public static final int NUM = 3;// NUM的值不能改变
        public abstract void show1();
        public abstract void show2();
    }
    
    //定义子类去覆盖接口中的方法。类与接口之间的关系是 实现。通过 关键字 implements
    class DemoImpl implements Demo { //子类实现Demo接口。
        //重写接口中的方法。
        public void show1(){}
        public void show2(){}
    }

      5、接口的多实现

          接口最重要的体现:解决多继承的弊端。将多继承这种机制在java中通过多实现完成了。

          弊端:多继承时,当多个父类中有相同功能时,子类调用会产生不确定性。

          其实核心原因就是在于多继承父类中功能有主体,而导致调用运行时,不确定运行哪个主体内容。

          为什么多实现能解决了呢?

          因为接口中的功能都没有方法体,由子类来明确。

      6、类继承类同时实现接口

    class Fu {
        public void show(){}
    }
    interface Inter {
        pulbic abstract void show1();
    }
    class Zi extends Fu implements Inter {
        public void show1() {
        }
    }

    接口的出现避免了单继承的局限性。父类中定义的事物的基本功能。接口中定义的事物的扩展功能。

      7、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();
    }

      8、接口的好处

          1、接口的出现扩展了功能。

          2、接口其实就是暴漏出来的规则。

          3、接口的出现降低了耦合性,即设备与设备之间实现了解耦。

      9、接口和抽象的区别

          相同点:

            l 都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;

            l 都不能直接实例化对象;

            l 都可以包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;

          区别:

            l 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;

            l 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)

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

            l 接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a关系

          二者的选用:

            l 优先选用接口,尽量少用抽象类;

            l 需要定义子类的行为,又要为子类提供共性功能时才选用抽象类;多态

    二、多态

      1、多态概述

          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。

      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

          父类类型  变量名 = new 子类类型();

          变量名.方法名();

    //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、多态成员的特点

        成员变量:

          编译时期:参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有,编译失败。
          运行时期:也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。
          简单记:编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。
        成员方法(非静态方法)
          编译时期:参考引用变量所属的类,如果类中没有调用的方法,编译失败。
          运行时期:参考引用变量所指的对象所属的类,并运行对象所属类中的成员方法。
          简而言之:编译看左边,运行看右边。
        静态方法
          编译时期:参考引用变量所属的类,如果类中没有调用的方法,编译失败。
          运行时期:参考引用变量所属的类中的静态方法
          编译看左边,运行看左边。

       4、instanceof 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;
    //
    Person p1 = new Student(); // 前提条件,学生类已经继承了人类
    boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true
    boolean flag2 = p1 instanceof Teacher; //flag结果为false

      5、多态转型

        多态的转型分为向上转型与向下转型两种:

       

    /*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();
    /*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!
    使用格式:*/
    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

      6、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。

    /*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){…}        
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