11-接口和多态

教程 阿布都的都 ⋅ 于 2023-01-06 10:34:25 ⋅ 532 阅读

1.接口

1.1 接口的概述

  • 接口就是一种公共的规范标准,只要符合规范标准,大家都可以通用。
  • Java中接口存在的两个意义
    1. 用来定义规范
    2. 用来做功能的拓展

1.2 接口的特点

  • 接口用关键字interface修饰

    public interface 接口名 {} 
  • 类实现接口用implements表示

    public class 类名 implements 接口名 {}
  • 接口不能实例化

    ​ 我们可以创建接口的实现类对象使用

  • 接口的子类

    ​ 要么重写接口中的所有抽象方法

    ​ 要么子类也是抽象类

1.3 接口的成员特点

  • 成员特点

    • 成员变量

    ​ 只能是常量
    ​ 默认修饰符:public static final

    • 构造方法

    ​ 没有,因为接口主要是扩展功能的,而没有具体存在

    • 成员方法

    ​ 只能是抽象方法

    ​ 默认修饰符:public abstract

    ​ 关于接口中的方法,JDK8和JDK9中有一些新特性

  • 代码演示

    • 接口
    public interface Inter {
      public static final int NUM = 10;
    
      public abstract void show();
    }
    • 实现类
    class InterImpl implements Inter{
    
      public void method(){
          // NUM = 20;
          System.out.println(NUM);
      }
    
      public void show(){
    
      }
    }
    • 测试类
    public class TestInterface {
      /*
          成员变量: 只能是常量 系统会默认加入三个关键字
                      public static final
          构造方法: 没有
          成员方法: 只能是抽象方法, 系统会默认加入两个关键字
                      public abstract
       */
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(Inter.NUM);
      }
    
    }

1.4 类和接口的关系

  • 类与类的关系

    ​ 继承关系,只能单继承,但是可以多层继承

  • 类与接口的关系

    ​ 实现关系,可以单实现,也可以多实现,还可以在继承一个类的同时实现多个接口

  • 接口与接口的关系

    ​ 继承关系,可以单继承,也可以多继承

2. 接口组成更新

2.1 接口组成更新概述

  • 常量

    public static final

  • 抽象方法

    public abstract

  • 默认方法(Java 8)

  • 静态方法(Java 8)

  • 私有方法(Java 9)

2.2 接口中默认方法

  • 格式

    public default 返回值类型 方法名(参数列表) { }

  • 作用

    解决接口升级的问题

  • 范例

    public default void show3() { 
    }
  • 注意事项

    • 默认方法不是抽象方法,所以不强制被重写。但是可以被重写,重写的时候去掉default关键字
    • public可以省略,default不能省略
    • 如果实现了多个接口,多个接口中存在相同的方法声明,子类就必须对该方法进行重写

2.3 接口中静态方法

  • 格式

    public static 返回值类型 方法名(参数列表) { }

  • 范例

    public static void show() {
    }
  • 注意事项

    • 静态方法只能通过接口名调用,不能通过实现类名或者对象名调用
    • public可以省略,static不能省略

2.4 接口中私有方法

  • 私有方法产生原因

    Java 9中新增了带方法体的私有方法,这其实在Java 8中就埋下了伏笔:Java 8允许在接口中定义带方法体的默认方法和静态方法。这样可能就会引发一个问题:当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实现时,程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法,而这个共性方法是不需要让别人使用的,因此用私有给隐藏起来,这就是Java 9增加私有方法的必然性

  • 定义格式

    • 格式1

    private 返回值类型 方法名(参数列表) { }

    • 范例1
    private void show() {  
    }
    • 格式2

    private static 返回值类型 方法名(参数列表) { }

    • 范例2
    private static void method() {  
    }
  • 注意事项

    • 默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
    • 静态方法只能调用私有的静态方法

3.多态

3.1 多态的概述

  • 什么是多态

    ​ 同一个对象,在不同时刻表现出来的不同形态。

  • 多态的前提

    • 要有继承或实现关系
    • 要有方法的重写(也能形成多态,但是无意义)
    • 要有父类引用指向子类对象
  • 代码演示

    class Animal {
      public void eat(){
          System.out.println("动物吃饭");
      }
    }
    
    class Cat extends Animal {
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("猫吃鱼");
      }
    }
    
    public class Test1Polymorphic {
      /*
          多态的前提:
    
              1. 要有(继承 \ 实现)关系
              2. 要有方法重写
              3. 要有父类引用, 指向子类对象
       */
      public static void main(String[] args) {
          // 当前事物, 是一只猫
          Cat c = new Cat();
          // 当前事物, 是一只动物
          Animal a = new Cat();
          a.eat();
    
      }
    }

3.2 多态中的成员访问特点

  • 成员访问特点

    • 成员变量

    ​ 编译看父类,运行看父类

    • 成员方法

    ​ 编译看父类,运行看子类

  • 代码演示

    class Fu {
      int num = 10;
    
      public void method(){
          System.out.println("Fu.. method");
      }
    }
    
    class Zi extends Fu {
      int num = 20;
    
      public void method(){
          System.out.println("Zi.. method");
      }
    }
    
    public class Test2Polymorpic {
      /*
           多态的成员访问特点:
                  成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)
                  成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)
       */
      public static void main(String[] args) {
          Fu f = new Zi();
          System.out.println(f.num);
          f.method();
      }
    }

3.3 多态的好处和弊端

  • 好处

    ​ 提高程序的扩展性。定义方法时候,使用父类型作为参数,在使用的时候,使用具体的子类型参与操作

  • 弊端

    ​ 父类引用,不能使用子类的特有成员

3.4 多态中的转型

  • 向上转型

    ​ 父类引用指向子类对象就是向上转型

  • 向下转型

    ​ 格式:子类型 对象名 = (子类型)父类引用;

  • 代码演示

    class Fu {
      public void show(){
          System.out.println("Fu..show...");
      }
    }
    
    class Zi extends Fu {
      @Override
      public void show() {
          System.out.println("Zi..show...");
      }
    
      public void method(){
          System.out.println("我是子类特有的方法, method");
      }
    }
    
    public class Test3Polymorpic {
      public static void main(String[] args) {
          // 1. 向上转型 : 父类引用指向子类对象
          Fu f = new Zi();
          f.show();
          // 多态的弊端: 不能调用子类特有的成员
          // f.method();
    
          // A: 直接创建子类对象
          // B: 向下转型
    
          // 2. 向下转型 : 从父类类型, 转换回子类类型
          Zi z = (Zi) f;
          z.method();
      }
    }

3.5 多态中转型存在的风险和解决方案

  • 风险

    如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException

  • 解决方案

    • 关键字

    instanceof

    • 使用格式

    变量名 instanceof 类型

    通俗的理解:判断关键字左边的变量,是否是右边的类型,返回boolean类型结果

  • 代码演示

    abstract class Animal {
      public abstract void eat();
    }
    
    class Dog extends Animal {
      public void eat() {
          System.out.println("狗吃肉");
      }
    
      public void watchHome(){
          System.out.println("看家");
      }
    }
    
    class Cat extends Animal {
      public void eat() {
          System.out.println("猫吃鱼");
      }
    }
    
    public class Test4Polymorpic {
      public static void main(String[] args) {
          useAnimal(new Dog());
          useAnimal(new Cat());
      }
    
      public static void useAnimal(Animal a){  // Animal a = new Dog();
                                               // Animal a = new Cat();
          a.eat();
          //a.watchHome();
    
    //        Dog dog = (Dog) a;
    //        dog.watchHome();  // ClassCastException  类型转换异常
    
          // 判断a变量记录的类型, 是否是Dog
          if(a instanceof Dog){
              Dog dog = (Dog) a;
              dog.watchHome();
          }
      }
    
    }
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