JAVA基础：抽象类，接口，instanceof，类关系，克隆

news2024/11/26 16:35:51

1 JDK中的包

JDK = JRE + 开发工具集（javac.exe）
JRE = JVM + java类库
JVM = java 虚拟机
jdk中自带了许多的包（类），常用的有
- java.lang 该包中的类，不需要引用，可以直接使用。例如：Object , System , String
- java.util
- java.sql
- java.net
- java.io
- java.text

2 抽象方法与抽象类

2.1 抽象方法

抽象方法，就是不具体的方法。
语法而言：哪里不具体？没有方法体，具体的执行操作不知道

由abstract关键字修饰，没有方法体的方法，称为抽象方法

public void test1(){}

public abstract void test1();

逻辑而言：哪里不具体呢？只清楚基本规则规范，但不确定具体的实现。
抽象方法怎么用？
- 抽象不能直接调用
- 抽象方法必须被子类重写，实际使用的是子类重写的方法。（抽象方法可以作为规则）
  
  抽象方法不能被private修饰，不能被final修饰，不能被static修饰
抽象方法必须写在抽象类或接口中

2.2 抽象类

由abstract关键字修饰的类，称为抽象类

public class A{}
public abstract class B{}

抽象类也是类，可以有构造方法，普通属性，普通方法和抽象方法
抽象类不能创建对象
抽象类的主要作用就是定义抽象方法。
抽象类必须被子类继承使用，并且子类要重写抽象类中的所有抽象方法，否则子类也是一个抽象类
抽象类中可以不包含抽象方法，但意义不大。

3 接口

接口是一个特殊的抽象类
接口中只能有抽象方法和静态的公共常量，没有普通方法，也没有构造方法，不能创建对象
接口使用interface关键字定义

class A{}
abstract class B{}
interface C{}

接口也必须被子类继承使用，子类继承接口称为 实现接口，使用implements关键字完成类与接口的实现关系，子类被称为实现类

interface A{}
class B implements A{}

子类实现接口后，需要重写接口中的所有抽象方法，否则子类也是抽象类
子类可以实现多个接口

interface A{}
interface B{}
class C implements A , B{}

接口之间也可以继承，并支持多继承

interface A{}
interface B{}
interface C extends A , B{}

扩展

接口中的所有方法都是公共的抽象方法，可以省略 public abstract
接口中的所有属性都是公共的静态常量属性，可以省略public static final

interface A{
    void t1();   //public abstract void t1();
    
    int i = 10 ; //public static final int i = 10 ;
}

扩展

jdk1.8之后，接口中可以提供非抽象方法

interface A{
    default void t1(){}
}

随之而来的就是二义性问题

如果子类只实现了一个接口，其中的default方法可以不用重写（因为是一个非抽象方法）
如果子类是实现了多个接口，其中有相同的default方法，要求必须重写default方法，表示哪一个父接口的方法都不继承。

逻辑上可以使用接口.super.method()语法，表示要继承哪一个父接口中的default方法

interface A{
    default void t1(){
        System.out.println("------------------");
    }
}

interface B{
    default void t1(){
        System.out.println("==================");
    }
}

class C implements A , B{
    //理论上来说， C中拥有A的t1方法 和 B的t1方法 ， 此时就存在二义性问题
    //要求子类重写t1方法，表示谁也不继承
    public void t1(){
       B.super.t1(); //逻辑上表示继承B的t1方法
    }
}

4 抽象类和接口选择问题

语法角度：优先选择接口（类单继承，接口多实现）
逻辑角度：
- 抽象类也是类，类是对象的模板，更倾向于对象不具体的设计场景
  
  例如：门，防盗门，卷帘门，电动门
- 接口中只有方法，没有属性，无法代表对象，代表的是行为能力
  
  一般接口的命名多为 xxxxable , Runnable , Throwable , Clonable

5 类对象之间的关系

类是对象的模板，对象可以简单的理解成生活中的人或物，人和人，人和物，物和物存在着一定的关系
所以类，接口之间也存在的一定的关系
这些关系有强，有弱。我们称之为耦合程度

我们希望编写耦合程度弱的程序。

类对象之间的关系有以下几种

5.1 继承关系

称为泛化关系，类和类继承，接口和接口的继承都属于继承关系

class A{}
class B extends A{}

interface A{}
interface B extends A{}

继承是多态的基础，继承关系属于一种 is-a关系

继承关系是一种耦合度较强的关系

在UML建模时，使用实线空心箭头表示

5.2 实现关系

指的就是类实现接口，特点与继承关系相同，也属于泛化关系，也是一种is-a关系

interface A{}
class B implements A{}

在UML建模时，使用虚线空心箭头表示

5.3 包含关系

在一个类中，定义了另一个类型的属性 , 称之为 has-a关系

class A{}
class B{
    A a ;		//B中包含了一个A
    A[] as ;    //B中包含了一堆A
}

耦合程度要弱于继承关系

包含关系中随着包含程度的强弱，又分为3种包含情况

关联： A 和 B两个类是同级别的，没有所属关系教师和学生

UML图中使用实线箭头
聚合： A 和 B两个类有组成关系，但又可以独立存在车和轮

UML图中使用空心菱形实线箭头
合成： A 和 B两个类是组合关系，不能分开人和四肢

UML图中使用实心菱形实线箭头
无论是哪种关系，代码实现都是相同的，这三种关系属于逻辑上的分析与设计。

包含关系根据包含内容的数量分为3种包含情况

1.一对一

class A{}
class B{
    A a ; 
}

2. 一对多/多对一

class A{
    B b;
}
class B{
    A[] as ;
}

3.多对多

class A{
    B[] bs ;
}
class B{
    A[] as
}

5.4 依赖关系

在一个类的方法执行时，使用到另一个类对象，称之为use-a关系

相比于继承关系和包含关系，依赖关系的耦合程度最弱

class A{}
class B{
    public void t1(A a){
        ... use a ...
    }
}

6 instanceof关键字

在多态应用种，判断某一个父类型变量中存储的对象是否属于某一种子类型

class A{}
class B extends A{}  //B is-a A
class C extends B{}  //C is-a B . C is-a A

A a = new B();
//c代表的是C对象
(a instanceof A)  		// true
(a instanceof B)		// true
(a instanceof C)		// false
(a instanceof Object)   // true
(a instanceof String)   // 报错

7 对象克隆

所谓的克隆，就是根据一个对象，创建另一个内容相同的新对象
需要对象备份的时候可以使用克隆

Object类中有一个clone方法，底层可以实现对当前对象的备份。
clone方法是一个protected方法，只能在子类中完成克隆，不能被外部对象强行克隆
需要子类重写clone方法，完成clone操作
同时还需要子类实现Cloneable接口

总结如何实现一个类对象的克隆？
1. 子类实现Cloneable接口
2. 子类重写clone方法
3. 子类修改重写的clone方法的访问权限，改为public （是否支持外部克隆）

public class Goods implements Cloneable{
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}