Java面向对象抽象类/接口类/内部类

抽象类/抽象方法

抽象类

抽象类除了定义抽象方法外，与普通类一样

• 可定义成员变量/方法，由于抽象类无法实例化，因此只具有语法意义；
  
• 可定义static变量/方法，可通过类名直接访问；
  
• 可继承/实现其他类/接口；
  

子类继承抽象父类，

• 子类为非抽象类：强制重写抽象父类中的所有抽象方法，继承其他成员变量与成员方法；
  
• 子类为抽象类：不必强制实现抽象父类中的抽象方法，继承其他成员变量与成员方法，由于抽象子类也无法实例化，因此继承只具有语法意义；
  

抽象类只能作为父类被子类继承，因此抽象类不可实例化，无法创建实例对象

抽象类中可以没有抽象方法，有抽象方法的类必须是抽象类；

抽象类命名使用Abstract或者Base开头；

抽象方法

// 抽象方法不可有方法体，{}表示方法体为空，不代表没有
public abstract double sum();

抽象方法只有声明，没有方法体；

• 抽象方法的存在意义在于子类继承重写
  
• private/static与abstract不能同时修饰方法；

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接口(interface)

接口定义了完全抽象的类，体现规范与实现分离的设计理念；

// 接口可继承多个父接口
[publc/包访问权限] interface 接口名 extends 接口1, 接口2, ... {
   ...
}

接口访问修饰符是public/包访问权限，可通过extends关键字继承多个直接父接口，获得父接口内的所有方法/常量；（任何使用C++函数指针的地方，考虑使用Java中的接口）

接口成员

接口中不包含构造器，包含：

成员变量：只能为static常量，默认使用public static final修饰，可通过接口名直接访问；
接口方法：

• 抽象方法：形式上定义普通方法系统将自动使用public abstract修饰，编写时不加任何修饰符，保持代码简洁；

• static方法（不推荐使用）：必须要有方法体，可通过接口名直接访问； 

• default方法（不推荐使用）：必须要有方法体；
• Java8引入用于最终能顺畅使用Lambda表达式；
• 子类不必强制重写default方法，子类内部通过interfaceName.super.defaultMethodName()调用；

// 默认方法只需在普通方法头前加default关键字
defalut String test();

• 内部类/内部接口/内部枚举均默认用public abstract修饰；
  

子类实现接口

类可使用implements关键字实现多个接口，语法格式：

[修饰符] class 类名 extends 父类名 implements 接口1, 接口2... {
    类体部分;
}

• 类实现接口后，类中必须重写接口内的所有抽象方法，所有方法必须是public方法，否则该类必须定义为抽象类(因为保留了从父接口继承到的抽象方法)；
• 子类可以向上转型为多个父类接口类型，实现多态；
  

    

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接口与抽象类辨析

比较项	接口	抽象类
普通变量	N	Y
static变量	Y	Y
构造器	N	Y
普通方法	N	Y
抽象方法	Y	Y
static方法	Y	Y
default方法	Y	N
创建实例	N	N
“继承”机制	可实现多接口	单一继承

abstract class和interface所反映出的设计理念不同。

• abstract class表示的是"is-a"关系；
  
• interface表示的是"like-a"关系；

接口/抽象类不能定义实例，但是可以定义引用变量指向子类对象（向上转型），实现多态；

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回调(call-back) / 钩子(Hook)

回调机制可通过

• public stract方法，强制子类重写方法；
  
• 接口定义，子类重写实现；
  

回调/钩子函数定义参数为抽象类/接口变量，根据实际需要传入实际的子类引用，实现回调/钩子，本质上是多态的应用；

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对象克隆

浅拷贝（默认，默认为Object类中的clone方法）：原始变量和拷贝变量引用同一个对象，拷贝域分为；

• 数值或基本数据类型：对应拷贝；
  
• 子对象引用：拷贝结果会使两个域引用同一个对象，导致原始对象域克隆对象共享该部分信息；
  

深拷贝（必须实现）：对象所在类实现Object类中的clone方法，对象中包含：

• 实现Cloneable接口；
  
• 使用public修饰自定义clone()方法；
  

class Person implements Cloneable{
    ...
    // 重写clone方法
    public Person clone() throws CloneNotSupportException {
        Person cloned = (Person) super.clone();  // 调用默认浅拷贝
        cloned.boy = (Boy) boy.clone();          // 拷贝子对象
    }
}

Cloneable接口是Java提供的标记接口(tagging interface)之一，标记接口内部没有方法；

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内部类(inner class)

定义在类中的类叫“内部类”，与之相对的类是“外部类”；

内部类方法对同一个包中的其他类透明；

内部类时一种编译器现象，与JVM无关；

内部类自动拥有访问外部类所有成员的权限（无视控制符），当外部类对象创建一个内部类对象时，该内部类对象会秘密捕获一个外部类对象引用(显式表示为OutClassName.this)，内部类通过外部类引用来访问外部类所有成员

 

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局部内部类

局部内部类：定义在方法内部的类，只对所在方法可见；

局部内部类只能引用外部类的final变量；

局部类不可用public, private控制符声明；

 

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非static内部类

非静态内部类访问外部类：

非静态内部类作为『外部类的成员』可访问外部类成员变量/成员方法；

—>机制：在非静态内部类实例中，保存了外部类实例的引用：

// 内部类在内部访问内部类成员
this.内部类成员; 
// 内部类在内部访问外部类成员
OutClass.this.外部类成员;

非静态内部类中不可以定义static成员；

外部类内部访问非静态内部类：与平常使用普通类无差别；

—>外部类中的静态方法，不可访问非静态内部类；

外部类以外使用非静态内部类：

OuterClass.InnerClass Instance = new OuterClass().new InnerConstructor();

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static/静态内部类

// 外部类不可用static修饰
static class StaticInnerClass {
   成员：static/非static;
}

static内部类属于外部类本身/不属于外部类实例，

static内部类访问外部类：

—>static内部类对象寄生在外部类的类本身中，不是寄生在外部类实例中；

—>static内部类对象只持有外部类的类引用，不持有外部类对象的引用；

—>static内部类不能访问外部类的实例成员；

      static内部类只可访问外部类的static成员；

接口内可定义内部接口，默认用public static修饰，使用场景少；

外部类内部访问静态内部类

StaticInnerClass.static成员; // 通过静态内部类名直接访问静态内部类成员;

外部类以外使用静态内部类：

静态内部类是外部类类相关的—>创建静态内部类对象时无须创建外部类对象

StaticOutClass.StaticInnerClass Instance = new StaticOutClass.StaticInnerClassConstructor();