目录
说明
本文根据个人理解以及学习记录撰写,如有不对或者理解不到之处请指正。
接口
概述
接口是Java中的一种引用类型,是方法的集合,内部主要封装了方法,包含抽象方法(JDK 7及以前),默认方法和静态方法(JDK 8),私有方法 (JDK 9)。
接口的定义,它与定义类方式相似,但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件,但一定要明确它并不是类,而是另外一种引用数据类型。1
接口的使用,它不能创建对象,但是可以被实现( implements ,类似于被继承)。一个实现接口的类(可以看做是接口的子类),需要实现接口中所有的抽象方法,创建该类对象,就可以调用方法了,否则它必须是一个抽象类。
定义格式
public interface 接口名称 {
// 抽象方法
// 默认方法
// 静态方法
// 私有方法
}
抽象方法
抽象方法使用关键字abstract修饰,关键字可省,没有方法体,需要子类实现。
代码示例:
//定义接口
ublic interface MyInterface {
void work();
public abstract void sleep();
}
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface{
@Override
public void work() {
//方法体
}
@Override
public void sleep() {
//方法体
}
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
MyInterfaceImpl myInterface = new MyInterfaceImpl();
myInterface.sleep();
myInterface.work();
}
}
默认方法
默认方法使用关键字default修饰,不可省,供子类调用或者重写。
代码示例:
//定义接口
public interface MyInterface {
default void work(){
System.out.println("正在工作");
}
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
//可重写可不重写
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
MyInterfaceImpl myInterface = new MyInterfaceImpl();
myInterface.work();
}
}
静态方法
静态方法使用关键字static修饰,不可省,供接口直接调用。2
代码示例:
//定义接口
public interface MyInterface {
static void eat(){
//方法体
}
}
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
//无法重写静态方法
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
MyInterface.sleep();
}
}
私有方法和私有静态方法
私有方法:使用 private 修饰,供接口中的默认方法或者静态方法调用。3
代码示例:
public interface MyInterface{
default void life(){
sleep();
play();
}
public static void sleep(){
// 方法体
}
private static void play()
//方法体
}
}
接口的多实现
在继承体系中,一个类只能继承一个父类。而对于接口而言,一个类是可以实现多个接口的,这叫做接口的多实现。并且,一个类在继承一个父类的同时可以实现多个接口。
实现格式:
class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
// 重写接口中抽象方法【必须】
// 重写接口中默认方法【不重名时可选】
}
注:[ ]中内容为可选操作。
抽象方法
接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的,只需要重写一次。
代码示例:
//定义多个接口
interface A {
public abstract void showA();
public abstract void show();
}
interface B {
public abstract void showB();
public abstract void show();
}
//定义实现类
public class C implements A,B{
@Override
public void showA(){
System.out.println("showA");
}
@Override
public void showB() {
System.out.println("showB");
}
@Override
public void show() {
System.out.println("show");
}
}
默认方法
接口中,有多个默认方法时,实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的,必须重写一次。
//定义多个接口
interface A {
public default void methodA(){
}
public default void method(){
}
}
interface B {
public default void methodB(){
}
public default void method(){
}
}
//定义实现类
public class C implements A,B{
@Override
public void method() {
System.out.println("method");
}
}
静态方法
接口中,存在同名的静态方法并不会冲突,原因是只能通过各自接口名访问静态方法。
优先级
当一个类,既继承一个父类,又实现若干个接口时,父类中的成员方法与接口中的默认方法重名,子类就近选择执 行父类的成员方法。代码如下:
//定义接口
interface A {
public default void methodA(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
}
}
//定义父类
class D {
public void methodA(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
}
}
//定义子类
class C extends D implements A {
// 未重写methodA方法
}
//定义测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
C c = new C();
c.methodA();
}
}
运行结果: DDDDDDDDDDDD
接口的多继承
一个接口能继承另一个或者多个接口,这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字,子接口继承父接口的方法。继承多个接口的时候,如果父接口们中的默认方法有重名的,那么子接口需要重写一次重名的方法。
注意:
子接口重写默认方法时,default关键字可以保留。
子类重写默认方法时,default关键字不可以保留。
其他成员特点
- 接口中,无法定义成员变量,但是可以定义常量,其值不可以改变,默认使用public static final修饰。
- 接口中,没有构造方法,不能创建对象。
- 接口中,没有静态代码块(static{ //执行语句 })。
多态
概述
多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。
多态(Polymorphism)按字面的意思就是“多种状态”。在面向对象语言中,接口的多种不同的实现方式即为多态。
格式
父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();
注意: 当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,执行的是子类重写后方法。
多态的优点
实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法,进行方法的调用,更能体现出多态的扩展性与便利
示例代码
//父类
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
//子类
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
//子类
public class Dog extends Animal{
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
//测试示例
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Cat c = new Cat();
c.eat();
Dog d = new Dog();
d.eat();
showCatEat(c);
showDogEat(d);
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
private static void showDogEat(Dog dog) {
dog.eat();
}
private static void showCatEat(Cat cat) {
cat.eat();
}
//展示多态的优点,不需要分别创建子类,就能调用子类中的方法
private static void showAnimalEat(Animal a) {
a.eat();
}
}
运行结果:
吃鱼
吃骨头
吃鱼
吃骨头
首先写了一个父类Animal,然后写了两个子类Cat和Dog分别继承了父类,并重写了其中的方法。接着在测试用例中分别创建了Cat类型的变量和Dog类型的变量以及它们的对象。然后又写了三个方法,类型分别是之前创建的三个类。
由于多态特性的支持,showAnimalEat方法的Animal类型,是Cat和Dog的父类类型,父类类型接收子类对象,当然可以把Cat对象和Dog对象,传递给方法。
当eat方法执行时,多态规定,执行的是子类重写的方法,那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致, 所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法
不仅仅是替代,在扩展性方面,无论之后再多的子类出现,我们都不需要编写showXxxEat方法了,直接使用 showAnimalEat都可以完成。
所以,多态的好处,体现在,可以使程序编写的更简单,并有良好的扩展。
引用类型转换
多态的转型分为向上转型与向下转型两种:
向上转型
多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程,这个过程是默认的。
当父类引用指向一个子类对象时,便是向上转型。
使用格式:
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如:Animal a = new Cat();
向下转型
父类类型向子类类型向下转换的过程,这个过程是强制的。
一个已经向上转型的子类对象,将父类引用转为子类引用,可以使用强制类型转换的格式,便是向下转型。
使用格式:
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如:Animal a = new Cat();
为什么要转型
当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误。也就是说,不能调用子类拥 有,而父类没有的方法。编译都错误,更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以,想要调用子 类特有的方法,必须做向下转型。
//
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
//
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse(){
System.out.println("抓老鼠");
}
}
//
public class Dog extends Animal{
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse(){
System.out.println("看家");
}
}
//
public class Test
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Cat c = (Cat)a;
c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
}
}
转型的异常
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat
// 向下转型
Dog d = (Dog)a;
d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
}
}
这段代码可以通过编译,但是运行时,却报出了 ClassCastException ,类型转换异常!这是因为,明明创建了 Cat类型对象,运行时,当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系,不符合类型转换的定义。 为了避免ClassCastException的发生,Java提供了 instanceof 关键字,给引用变量做类型的校验,格式如下:
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型,返回true。
如果变量不属于该数据类型,返回false。
所以,转换前,我们好先做一个判断,代码如下:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat();
//调用的是 Cat 的 eat
//向下转型
if (a instanceof Cat) {
Cat c = (Cat) a;
c.catchMouse();
//调用的是 Cat 的 catchMouse
} else if (a instanceof Dog) {
Dog d = (Dog) a;
d.watchHouse();
//调用的是 Dog 的 watchHouse
}
}
}
综合示例
进行描述笔记本类,实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘:
USB接口,包含开启功能、关闭功能;
笔记本类,包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能 ;
鼠标类,要实现USB接口,并具备点击的方法;
键盘类,要实现USB接口,具备敲击的方法 。
//创建USB接口
public interface Usb {
public abstract void open();
public abstract void close();
}
//创建实现类鼠标
public class Mouse implements Usb{
@Override
public void open() {
System.out.println("插入鼠标");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("拔出鼠标");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标输入");
}
}
//创建实现类键盘
public class Keyboard implements Usb{
@Override
public void open() {
System.out.println("插入键盘");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("拔出键盘");
}
public void print(){
System.out.println("键盘输入");
}
}
//创建类电脑
public class Laptop {
public void run(){
System.out.println("电脑开机");
}
public void Usb(Usb usb){
if (usb != null){
usb.open();
if (usb instanceof Mouse){
Mouse mouse = new Mouse();
mouse.click();
}else if (usb instanceof Keyboard){
Keyboard keyboard = new Keyboard();
keyboard.print();
}
usb.close();
}
}
}
/*
* 实现电脑和接口之间的互动
* */
public class DemoTest {
public static void main(String[] args) {
Laptop laptop = new Laptop();
laptop.run();
Usb m = new Mouse();
laptop.Usb(m);
Usb k = new Keyboard();
laptop.Usb(k);
}
}
运行结果:
电脑开机
插入鼠标
鼠标输入
拔出鼠标
插入键盘
键盘输入
拔出键盘