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抽象类&接口
抽象类
Java语言提供了两种类,分别为具体类和抽象类。前面学习接触的类都是具体类。下面来说一下抽象类。
在面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来,并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象,所以抽象类必须被继承,才能被使用。也是因为这个原因,通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法,但是由于父类本身是抽象的,所以不能使用这些方法。
在Java中抽象类表示的是一种继承关系,一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口。
在 Java 中抽象类的语法格式如下:
<abstract>class<class_name> {
<abstract><type><method_name>(parameter-iist);
}
其中,abstract 表示该类或该方法是抽象的;class_name 表示抽象类的名称;method_name 表示抽象方法名称,parameter-list 表示方法参数列表。
抽象方法
如果一个方法使用 abstract 来修饰,则说明该方法是抽象方法,抽象方法只有声明没有实现。需要注意的是 abstract 关键字只能用于普通方法,不能用于 static 方法或者构造方法中。
抽象方法的 3 个特征如下:
- 抽象方法没有方法体
- 抽象方法必须存在于抽象类中
- 子类重写父类时,必须重写父类所有的抽象方法
注意:在使用 abstract 关键字修饰抽象方法时不能使用 private 修饰,因为抽象方法必须被子类重写,而如果使用了 private 声明,则子类是无法重写的。
继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则,该子类也必须声明为抽象类。最终,必须有子类实现该抽象方法,否则,从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。
抽象类的定义和使用规则如下:
- 抽象类和抽象方法都要使用 abstract 关键字声明。
- 如果一个方法被声明为抽象的,那么这个类也必须声明为抽象的。一个抽象类中,可以有 0~n 个抽象方法,以及 0~n 个具体方法。
- 抽象类不能实例化,也就是不能使用 new 关键字创建对象。
抽象类总结
- 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错),如果被实例化,就会报错,编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
- 抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 抽象类中的抽象方法只是声明,不包含方法体,就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
- 构造方法,类方法(用 static 修饰的方法)不能声明为抽象方法。
- 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现,除非该子类也是抽象类。
接口
抽象类是从多个类中抽象出来的模板,如果将这种抽象进行的更彻底,则可以提炼出一种更加特殊的“抽象类”—接口(Interface)。接口是 Java 中最重要的概念之一,它可以被理解为一种特殊的类,不同的是接口的成员没有执行体,是由全局常量和公共的抽象方法组成。
接口(Interface),在JAVA编程语言中是一个抽象类型,是抽象方法的集合,接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。
定义接口
Java 接口的定义方式与类基本相同,不过接口定义使用的关键字是 interface,接口定义的语法格式如下:
[public] interface interface_name [extends interface1_name[, interface2_name,…]] {
// 接口体,其中可以包含定义常量和声明方法
[public] [static] [final] type constant_name = value; // 定义常量
[public] [abstract] returnType method_name(parameter_list); // 声明方法
}
对以上语法的说明如下:
- public 表示接口的修饰符,当没有修饰符时,则使用默认的修饰符,此时该接口的访问权限仅局限于所属的包;
- interface_name 表示接口的名称。接口名应与类名采用相同的命名规则,即如果仅从语法角度来看,接口名只要是合法的标识符即可。如果要遵守 Java 可读性规范,接口名应由多个有意义的单词连缀而成,每个单词首字母大写,单词与单词之间无需分隔符。
- extends 表示接口的继承关系;
- interface1_name 表示要继承的接口名称;
- constant_name 表示变量名称,一般是 static 和 final 型的;
- returnType 表示方法的返回值类型;
- parameter_list 表示参数列表,在接口中的方法是没有方法体的。
注意:一个接口可以有多个直接父接口,但接口只能继承接口,不能继承类。
接口对于其声明、变量和方法都做了许多限制,这些限制作为接口的特征归纳如下:
- 具有 public 访问控制符的接口,允许任何类使用;没有指定 public 的接口,其访问将局限于所属的包。
- 方法的声明不需要其他修饰符,在接口中声明的方法,将隐式地声明为公有的(public)和抽象的(abstract)。
- 在 Java 接口中声明的变量其实都是常量,接口中的变量声明,将隐式地声明为 public、static 和 final,即常量,所以接口中定义的变量必须初始化。
- 接口没有构造方法,不能被实例化。例如:
public interface A { publicA(){…} // 编译出错,接口不允许定义构造方法}
一个接口不能够实现另一个接口,但它可以继承多个其他接口。子接口可以对父接口的方法和常量进行重写。例如:
public interface StudentInterface extends PeopleInterface {
// 接口 StudentInterface 继承 PeopleInterface
int age = 25; // 常量age重写父接口中的age常量
void getInfo(); // 方法getInfo()重写父接口中的getInfo()方法}
实现接口
接口的主要用途就是被实现类实现,一个类可以实现一个或多个接口,继承使用 extends 关键字,实现则使用 implements 关键字。因为一个类可以实现多个接口,这也是 Java 为单继承灵活性不足所作的补充。类实现接口的语法格式如下:
<public> class <class_name> [extends superclass_name] [implements interface1_name[, interface2_name…]] {
// 主体
}
对以上语法的说明如下:
- public:类的修饰符;
- superclass_name:需要继承的父类名称;
- interface1_name:要实现的接口名称。
实现接口需要注意以下几点:
- 实现接口与继承父类相似,一样可以获得所实现接口里定义的常量和方法。如果一个类需要实现多个接口,则多个接口之间以逗号分隔。
- 一个类可以继承一个父类,并同时实现多个接口,implements 部分必须放在 extends 部分之后。
- 一个类实现了一个或多个接口之后,这个类必须完全实现这些接口里所定义的全部抽象方法(也就是重写这些抽象方法);否则,该类将保留从父接口那里继承到的抽象方法,该类也必须定义成抽象类。
接口与类的区别:
- 接口并不是类,编写接口的方式和类很相似,但是它们属于不同的概念。
- 类描述对象的属性和方法。
- 接口则包含类要实现的方法。
- 除非实现接口的类是抽象类,否则该类要定义接口中的所有方法。
- 接口无法被实例化,但是可以被实现。
- 一个实现接口的类,必须实现接口内所描述的所有方法,否则就必须声明为抽象类。
- 在 Java 中,接口类型可用来声明一个变量,他们可以成为一个空指针,或是被绑定在一个以此接口实现的对象。
接口特性
- 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract(只能是 public abstrac)。
- 接口中可以含有变量,但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量(并且只能是 public)。
- 接口中的方法是不能在接口中实现的,只能由实现接口的类来实现接口中的方法。
抽象类和接口的区别
- 抽象类中的方法可以有方法体,就是能实现方法的具体功能,但是接口中的方法不行。
- 抽象类中的成员变量可以是各种类型的,而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
- 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法),而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
- 一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口。
注:JDK 1.8 以后,接口里可以有静态方法和方法体了。