1.接口
接口,是java语言中的一种引用类型,是方法的集合,如果说类的内部封装了成员变量、构成方法和成员方法,那么接口的内部主要就是封装了方法,包括抽象方法(JDK 7及以前),默认方法和静态方法(JDK8),私有方法(JDK9)。
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,但是一定要明确它并不是类,而是另外一种引用数据类型。
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),需要实现接口中的所有抽象方法,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
}
含有抽象方法
抽象方法:被abstract关键字修饰的方法,没有方法体,该方法供子类实现使用。
代码如下:
public interface InterFaceName {
public abstract void method();
}
含有默认方法和静态方法
默认方法:使用default修饰,不可省略,供子类调用或者子类重写。
静态方法:使用static 修饰,供接口直接调用。
代码如下:
public interface InterFaceName {
public default void method(){
//执行语句
}
public static void method2(){
//执行语句
}
}
含有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
代码如下:
public interface InterFaceName (){
private void method(){
//执行语句
}
}
基本的实现
实现的概述:类与接口的关系为实现关系,即类实现接口,该类可以称为接口的实现类,也可以称为接口的实现类,也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承,格式相仿。只是关键字不同,实现使用implements关键字
非抽象子类实现接口:
- 必须重写接口中的所有抽象方法
- 继承了接口的默认方法,即可以直接调用,也可以重写
实现格式:
class 类名 implement 接口名{
//重写接口中抽象方法(必须)
//重写接口中默认方法(可选)
}
抽象方法的使用:(必须全部实现,代码如下:)
//定义接口
public interface LiveAble{
//定义抽象方法
public abstract void eat();
public abstract void sleep();
}
//定义实现类
public class Animal implements LiveAble{
@Override
public void eat(){
System.out.println("吃东西");
}
@Override
public void sleep(){
System.out.println("晚上睡");
}
}
//定义测试类
public class InterfaceDemo{
public static void main(String[] args){
//创建子类对象
Animal a = new Animal();
//调用实现后的方法
a.eat(); // 吃东西
a.sleep(); // 晚上睡
}
}
默认方法的使用
可以继承,可以重写,二选一,但是只能通过实现类的对象调用。
- 继承默认方法,代码如下
//定义接口
public interface LiveAble{
public default void fly(){
System.out.println("天上飞");
}
}
//定义实现类
public class Animal implements LiveAble{
//继承,什么都不用写
}
// 定义测试类
public class InterfaceDemo{
public static void main(String[] args){
Animal a = new Animal();
a.fly(); // 天上飞
}
}
- 重写默认方法,代码入下
// 定义接口
public interface LiveAble{
public default void fly(){
System.out.println("天上飞");
}
}
//定义实现类
public class Animal implements LiveAble{
@Override
public void fly(){
System.out.println("自由自在的飞");
}
}
//定义测试类
public class InterfaceDemo{
public static void main(String[] args){
//创建子类对象
Animal a =new Animal();
// 调用重写方法
a.fly(); // 自由自在的飞
}
}
静态方法的使用
静态与.class文件相关,只能用接口名调用,不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用,代码如下:
// 定义接口
public interface LiveAble {
public static void run(){
System.out.println("跑起来");
}
}
//定义实现类
public class Animal implements LiveAble{
//无法重写静态方法
}
// 定义测试类
public class InterfaceDemo {
public static void main(String[] args){
//Animal.run //【错误】,无法继承方法,也无法调用
LiveAble.run(); //跑起来
}
}
私有方法的使用
- 私有方法:只有默认方法可以调用
- 私有静态方法:默认方法和静态方法可以调用
如果一个接口中有多个默认方法,并且方法中有重复的内容。那么可以抽取出来,封装到私有方法中,供默认方法去调用。从设计的角度讲,私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助
//定义接口
public interface LiveAble{
default void func(){
func1();
func2();
}
private void func1(){
System.out.println("跑起来···")
}
private void func2(){
System.out.println("跑起来···")
}
}
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,一个类能继承一个父类,同时实现多个接口
实现格式:
class 类名[extends 父类名] implements 接口1,接口2,接口3...{
// 重写接口中的抽象方法【必须】
// 重写接口中的默认方法【不重名时可选】
}
抽象方法
接口中,有多个抽象方法,实现类必须重写所有的抽象方法,如果抽象方法有重名的,只需要重写一次,代码如下:
//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,实现类都可以继承使用。如果默认方法有重名的,就必须重写一次。代码如下:
//定义多个接口
interface A {
public default void methodA(){}
public default void method(){}
}
interface B {
public default void methodA(){}
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的接口名访问静态方法
优先级问题
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("AAAAAAAAAAA");
}
}
//定义父类
class D{
public void methodA (){
System.out.println("DDDDDDDDDDD");
}
}
// 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(); // DDDDDDDDDDD
}
}
接口的多继承
一个接口能继承另一个或者多个接口。这与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。如果父接口中的默认方法有重名的,那么子接口需要重写一次,代码如下:
//定义父接口
interface A {
public default void method(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAA");
}
}
interface B {
public default void method(){
System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBB");
}
}
//定义子接口
interface D extends A,B{
@Override
publid dafault void method(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDDDDDD");
}
- 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
多态
多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性
定义:多态是指同一行为,具有多个不同表示形式
前提:
- 继承或者实现【二选一】
- 方法的重写【意义体现:不重写,无意义】
- 父类引用指向子类对象【格式体现】
多态的体现
格式:
父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();
父类类型:指子类对象继承的父类类型,或者实现的父接口类型
Fu f = new Zi();
f.method();
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的方法。代码如下:
//定义父类
public abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
//定义子类
public class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
}
public class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("啃骨头");
}
}
// 定义测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//多态形式,创建对象
Animal a1 = new Cat();
//调用的是Cat的eat
a1.eat(); // 吃鱼
//多态形式,创建对象
Animal a2 = new Dog();
//调用的是Dog的eat
a2.eat(); // 啃骨头
}
}
多态的好处:
//定义父类
public abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
//定义子类
public class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
}
public class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("啃骨头");
}
}
// 定义测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//多态形式,创建对象
Animal a = new Cat();
Animal b = new Dog();
showCatEat(a);
showDogEat(b);
/*
showAnimalEat(a);
showAnimalEat(b);
*/
}
public static void showCatEat(Cat a){
cat.eat();
}
public static void showDogEat(Dog b){
dog.eat();
}
/*
以上两个方法均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所代替
*/
public static void showAnimalEat(Animal a){
a.eat();
}
}
- 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,父类类型接受子类对象,当然可以把Cat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方法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
- 总而言之,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和向下转型两种:
- 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();
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:
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
Cat c = (Cat) a;
为什么要进行转型:
这主要是因为多态的一个小弊端,一般来说,使用多态方式调用方法时遵循"编译看左边,运行看右边",顾名思义在使用多态调用方法时,我们首先要检查父类中是否有该方法,若是没有,则编译报错,也就是说不能调用子类所特有的方法(编译都报错了,更别提运行了),所以,为了能够调用子类中特有的方法,必须进行向下转型
转型演示,代码如下:
//定义类
public abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
public class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse(){
System.out.println("抓老鼠");
}
}
public class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("啃骨头");
}
public void watchHouse(){
System.out.println("看家");
}
}
//定义测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 吃鱼
//向下转型
Cat c = (Cat) a;
c.catchMouse(); // 抓老鼠
//向上转型
Animal a = new Dog();
a.eat(); // 啃骨头
//向下转型
Dog d = (Dog) a;
d.watchHouse(); // 看家
}
}
转型的异常
转型的过程中,稍不注意,就会发生以下错误:
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,当然不能成Dog类型对象,运行时,当然不可能转换成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,我们最好先做一个判断,代码如下:
public class Test{
public static void main(String[] args){
//向上转型
Animal a = new Animal();
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; // 调用的是Dog的watchHouse
d.watchHouse();
}
}
}
接口多态的综合案例
案例分析
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,包括运行功能、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,并具备敲击的方法
案例实现,代码如下:
//定义USB接口
interface USB {
void open(); // 开启功能
void close(); // 关闭功能
}
//定义鼠标类
class Mouse implements USB{
public void open(){
System.out.println("鼠标开启,红灯闪一闪");
}
public void close(){
System.out.println("鼠标关闭,红灯熄灭");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标点击");
}
}
//定义键盘类
class KeyBoard implements USB {
public void open(){
System.out.println("键盘开启,绿灯闪一闪");
}
public void close(){
System.out.println("键盘关闭,绿灯熄灭");
}
public void type(){
System.out.println("键盘打字");
}
}
//定义笔记本类
class Laptop{
public void run(){
System.out.println("笔记本运行");
}
//笔记本使用Usb设备,当笔记本对象调用这个功能时,必须给其传递
//一个符合usb规则的USB设备
public void useUSB(USB usb){
//判断是否有Usb设备
if(usb != null){
usb.open();
if (usb instanceof Mouse){
Mouse m = (Mouse) usb;
m.click();
}else if (usb instanceof KeyBoard){
KeyBoard kb = (KeyBoard) usb;
kb.type();
}
usb.close;
}
}
public void shutDown(){
System.out.println("笔记本关闭");
}
}
//定义测试类
public class Test {
public static void main(String[] args){
//创建笔记本实体对象
Laptop lt = new Laptop();
//笔记本开启
lt.run();
// 创建鼠标实体对象
USB usb = new Mouse();
//笔记本使用鼠标
lt.useUSB(u) ;
// 创建键盘实体对象
USB usb = new KeyBoard();
//笔记本使用键盘
lt.useUSB(kb) ;
//笔记本关闭
lt.shutDown();
}
}