JavaSE——抽象类和接口

news2025/1/18 10:52:45

目录

一 .抽象类

1.抽象类概念

2.抽象类语法

3.抽象类特性

4.抽象类的作用

二. 接口

1.接口的概念

2.语法规则

3.接口的使用

4.接口特性

5.实现多个接口

6.接口间的继承

三.抽象类和接口的区别

一 .抽象类


1.抽象类概念

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；抽象类中不一定有抽象方法，而抽象方法一定在抽象类中。


2.抽象类语法

在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体。

public abstract class Shape {

abstract public void draw();
abstract void calcArea();
public double getArea(){
return area;
  }
protected double area; 
}

注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法。


3.抽象类特性

1. 抽象类不能直接实例化对象；

2. 抽象方法不能是 private修饰的；
3. 抽象方法不能被final和static修饰，因为抽象方法要被子类重写；

4. 抽象类必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也是抽象类，必须要使用 abstract 修饰；
5. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类；
6. 抽象类中可以有构造方法，供子类创建对象时，初始化父类的成员变量；

例：


上述程序中抛出的异常都是一些常见的错误，请大家务必要重视！！

public abstract class Shape {
    public String name;

    public void eat() {
        //...
    }
    public abstract void draw();
}
abstract class A extends Shape {
    abstract void test();
}
class C extends A {
    @Override
    void test() {
        //...
    }

    @Override
    public void draw() {
        //...
    }
}

上述代码中我们可以看出抽象类必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法。


4.抽象类的作用

抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类。 然后让子类重写抽象类中的抽象方法；这里大家肯定会有疑惑，普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 为啥非得用抽象类和抽象方法呢?确实如此，但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验。使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成。那么此时如果不小心误用成父类
了, 使用普通类编译器是不会报错的；但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题。


二. 接口

1.接口的概念

在现实生活中，接口的例子比比皆是,最常见的就是属笔记本电脑上的USB口，电源插座等。电脑的USB口上，可以插：U盘、鼠标、键盘...所有符合USB协议的设备。

通过上述例子可以看出：接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。


2.语法规则

接口的定义格式与定义类的格式基本相同,将class关键字换成 interface 关键字就定义了一个接口.

public interface 接口名称{
// 抽象方法
public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配，可以不写
public void method2();
abstract void method3();

}

提示:
1. 创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头。
2. 接口的命名一般使用 "形容词" 词性的单词。
3. 阿里编码规范中约定, 接口中的方法和属性不要加任何修饰符号，保持代码的简洁性。


3.接口的使用

接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法。

public class 类名称 implements 接口名称{

   // ...
}

注意：子类和父类之间是extends 继承关系，类与接口之间是 implements 实现关系。
下面以笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子给大家示例一下：

public interface USB {
    void openDevice();
    void closeDevice();
}
public class Mouse implements USB {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }
    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }
    public void click(){
        System.out.println("点击鼠标");
    }
}
public class KeyBoard implements USB {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开键盘");
    }
    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }
    public void inPut(){
        System.out.println("键盘输入");
    }
}
public class Computer {
    public void powerOn(){
        System.out.println("打开笔记本电脑");
    }
    public void powerOff(){
        System.out.println("关闭笔记本电脑");
    }
    public void useDevice(USB usb){
        usb.openDevice();
        if(usb instanceof Mouse){
            Mouse mouse = (Mouse)usb;
            mouse.click();
        }else if(usb instanceof KeyBoard){
            KeyBoard keyBoard = (KeyBoard)usb;
            keyBoard.inPut();
        }
        usb.closeDevice();
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();
        computer.useDevice(new Mouse());// 使用鼠标设备
        computer.useDevice(new KeyBoard()); // 使用键盘设备
        computer.powerOff();
    }
}

这里我们首先是创建了一个USB接口，然后再分别创建笔记本类，鼠标类，键盘类以及测试类。

4.接口特性

1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象

2. 接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是public abstract，其他修饰符都会报错)

3. 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，但是如果接口中的方法被default或者static修饰，那么可以有具体的实现。

4. 重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限。
5. 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。

6. 接口中不能有静态代码块和构造方法。
7. 接口虽然不是类，但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class，一个接口对应一个字节码文件。
8. 如果一个类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类，如果这个抽象类被继承
那么就得实现所有的没被实现的方法。


5.实现多个接口


在Java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类，即Java中不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物。

public abstract class Animal {
      public String name;
      public int age;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public abstract void eat();
}
public interface IFly {
    void fly();
}
public interface IRunning {
    void run();
}
public interface ISwimming {
    void swim();
}
public class Fish extends Animal implements ISwimming{
    public Fish(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name+"正在游泳...");
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"正在吃鱼粮");
    }
}
public class Frog extends Animal implements ISwimming,IRunning{
    public Frog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在往前跳...");
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳...");
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃昆虫...");
    }
}
public class Duck extends Animal implements ISwimming,IRunning,IFly{
    public Duck(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name + "正在飞翔...");
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name + "正在跑...");
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳...");
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃谷物...");
    }
}

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口；继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是具有 xxx 特性。
这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型；有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力。
 

6.接口间的继承

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的；接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。
接口可以继承一个接口，达到复用的效果，使用 extends 关键字。

interface IRunning {
void run();
} 
interface ISwimming {
void swim();
} 
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
   //...
}

这里通过接口继承创建了一个新的接口 IAmphibious。


三.抽象类和接口的区别

抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式，都需要重点掌握同时又要认清两者的区别。
核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。
正如之前写的 Animal 例子，此处的 Animal 中包含一个 name 这样的属性, 这个属性在任何子类中都是存在的；因此此处的 Animal 只能作为一个抽象类, 而不应该成为一个接口。

再次提醒一下，抽象类存在的意义就是为了让编译器更好的校验。

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