java学习--基础知识进阶第三天--接口多态

Posted 2020-10-28 大橙有C

今日内容介绍

u 接口

u 多态

第1章 接口

1.1 接口的概述

接口是功能的集合，同样可看做是一种数据类型，是比抽象类更为抽象的”类”。

接口只描述所应该具备的方法，并没有具体实现，具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离，优化了程序设计。

1.2 接口的格式&使用

1.2.1 接口的格式

 与定义类的class不同，接口定义时需要使用interface关键字。

定义接口所在的仍为.java文件，虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件。这点可以让我们将接口看做是一种只包含了功能声明的特殊类。

定义格式：

public interface 接口名 {

抽象方法1;

抽象方法2;

抽象方法3;

}

 

1.2.2 接口的使用

接口中的方法全是抽象方法,直接new接口来调用方法没有意义,Java也不允许这样干

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口。实现的动作类似继承，只是关键字不同，实现使用implements

其他类(实现类)实现接口后，就相当于声明：”我应该具备这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。

格式：

class 类 implements 接口 {

重写接口中方法

}

在类实现接口后，该类就会将接口中的抽象方法继承过来，此时该类需要重写该抽象方法，完成具体的逻辑。

 

1.2.3 案例代码一:

package com.itheima_01;

/*

 * Java语言的继承是单一继承，一个子类只能有一个父类（一个儿子只能有一个亲爹）

 * Java语言给我们提供了一种机制，用于处理继承单一的局限性的，接口

 *

 * 接口：接口是一个比抽象类还抽象的类，接口里所有的方法全是抽象方法，接口和类的关系是实现，implements

 * interface

 *

 * 格式：

 * interface 接口名 {

 *

 * }

 *

 */

public class InterfaceDemo {

public static void main(String[] args) {

BillGates gates = new BillGates();

gates.code();

}

}

 

 

class Boss {

public void manage() {

System.out.println("管理公司");

}

}

 

class Programmer {

public void code() {

System.out.println("敲代码");

}

}

 

//比尔盖茨

class BillGates extends Programmer {

 

}

 

1.3 接口中成员的特点

1、接口中可以定义变量，但是变量必须有固定的修饰符修饰，public static final 所以接口中的变量也称之为常量，其值不能改变。后面我们会讲解final关键字

2、接口中可以定义方法，方法也有固定的修饰符，public abstract

3、接口不可以创建对象。

4、子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后，子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。

1.3.1 案例代码二:

 package com.itheima_01;

/*

 * 接口的成员特点：

 * 只能有抽象方法

 * 只能有常量

 * 默认使用public&abstract修饰方法

 * 只能使用public&abstract修饰方法

 * 默认使用public static final来修饰成员变量

 *

 * 建议：建议大家手动的给上默认修饰符

 *

 * 注意：

 * 接口不能创建对象（不能实例化）

 * 类与接口的关系是实现关系，一个类实现一个接口必须实现它所有的方法

 

 */

public class InterfaceDemo2 {

public static void main(String[] args) {

//Animal a = new Animal();

//Animal.num;

}

}

 

 

interface Animal {

public static final int num = 10;

 

public abstract void eat();

}

 

class Cat implements Animal {

 

public void eat() {

 

}

 

}

1.4 接口和类的关系

A:类与类之间:继承关系,一个类只能直接继承一个父类,但是支持多重继承

B:类与接口之间:只有实现关系,一个类可以实现多个接口

      C:接口与接口之间:只有继承关系,一个接口可以继承多个接口

1.4.1 案例代码三:

     package com.itheima_01;

/*

 *

 * 类与类：继承关系，单一继承，多层继承

 * 类与接口：实现关系，多实现

 * 接口与接口的关系：继承关系，多继承

 */

public class InterfaceDemo3 {

public static void main(String[] args) {

 

}

}

 

interface InterA extends InterB {

public abstract void method();

}

 

interface InterB {

public abstract void function();

}

 

interface InterC extends InterA {

 

}

 

class Demo implements InterC {

 

@Override

public void method() {

// TODO Auto-generated method stub

 

}

 

@Override

public void function() {

// TODO Auto-generated method stub

 

}

}

 

 

1.5 接口的思想

前面学习了接口的代码体现，现在来学习接口的思想，接下里从生活中的例子进行说明。

举例：我们都知道电脑上留有很多个插口，而这些插口可以插入相应的设备，这些设备为什么能插在上面呢？主要原因是这些设备在生产的时候符合了这个插口的使用规则，否则将无法插入接口中，更无法使用。发现这个插口的出现让我们使用更多的设备。

接口的出现方便后期使用和维护，一方是在使用接口（如电脑），一方在实现接口（插在插口上的设备）。例如：笔记本使用这个规则（接口），电脑外围设备实现这个规则（接口）。

集合体系中大量使用接口

    Collection接口

        List接口

           ArrayList实现类

           LinkedList实现类

        Set接口

1.6 接口优点

1.类与接口的关系，实现关系，而且是多实现，一个类可以实现多个接口，类与类之间是继承关系，java中的继承是单一继承，一个类只能有一个父类，打破了继承的局限性。

2.对外提供规则（USB接口）

3.降低了程序的耦合性（可以实现模块化开发，定义好规则，每个人实现自己的模块，提高了开发的效率）

1.7 接口和抽象类的区别

1.共性：

不断的进行抽取，抽取出抽象的，没有具体实现的方法,都不能实例化（不能创建对象）

2.区别1: 与类的关系

(1)类与接口是实现关系，而且是多实现，一个类可以实现多个接口，类与抽象类是继承关系，Java中的继承是单一继承，多层继承，一个类只能继承一个父类，但是可以有爷爷类

(2)区别2： 成员

a.成员变量

抽象类可以有成员变量，也可以有常量

接口只能有常量，默认修饰符public static final

b.成员方法

抽象类可以有抽象方法，也可以有非抽象方法

接口只能有抽象方法，默认修饰符 public abstract

c.构造方法

抽象类有构造方法，为子类提供

接口没有构造方法 

1.8 运动员案例

  

 

 

1.8.1 案例代码四:

package com.itheima_02;

/*

 * 篮球运动员和教练

乒乓球运动员和教练

现在篮球运动员和教练要出国访问,需要学习英语

请根据你所学的知识,分析出来哪些是类,哪些是抽象类,哪些是接口

 */

public class InterfaceTest {

public static void main(String[] args) {

//创建篮球运动员对象

BasketBallPlayer bbp = new BasketBallPlayer();

bbp.name = "女兆月日";

bbp.age = 35;

bbp.gender = "男";

bbp.sleep();

bbp.study();

bbp.speak();

System.out.println("-------------");

//创建乒乓球教练对象

PingpangCoach ppc = new PingpangCoach();

ppc.name = "刘胖子";

ppc.age = 40;

ppc.gender = "男";

ppc.sleep();

ppc.teach();

//ppc.speak();

 

 

 

}

}

 

class Person {

String name;//姓名

int age;//年龄

String gender;//性别

 

//无参构造

public Person() {}

 

//有参构造

public Person(String name,int age,String gender) {

this.name = name;

this.age = age;

this.gender = gender;

}

 

//吃

public void eat() {

System.out.println("吃饭");

}

 

//睡

public void sleep() {

System.out.println("睡觉");

}

}

 

//学习说英语

interface SpeakEnglish {

public abstract void speak();

}

 

//运动员

abstract class Player extends Person {

//学习

public abstract void study();

}

 

//教练

abstract class Coach  extends Person {

//教

public abstract void teach();

}

 

//篮球运动员

class BasketBallPlayer extends Player  implements SpeakEnglish{

 

@Override

public void study() {

System.out.println("学扣篮");

}

 

@Override

public void speak() {

System.out.println("说英语");

}

 

}

//乒乓球运动员

class PingpangPlayer extends Player {

 

@Override

public void study() {

System.out.println("学抽球");

}

 

}

//篮球教练

class BasketBallCoach extends Coach implements SpeakEnglish {

 

@Override

public void teach() {

System.out.println("教扣篮");

}

 

@Override

public void speak() {

System.out.println("说英语");

}

 

}

//乒乓球教练

class PingpangCoach extends Coach {

 

@Override

public void teach() {

System.out.println("教抽球");

}

 

}

 

 

第2章 多态

2.1 多态概述

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。

Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。

2.2 多态的定义与使用格式

多态的定义格式：就是父类的引用变量指向子类对象

父类类型  变量名 = new 子类类型();

变量名.方法名();

 

A:普通类多态定义的格式

父类 变量名 = new 子类();

如： class Fu {}

class Zi extends Fu {}

//类的多态使用

Fu f = new Zi();

B:抽象类多态定义的格式

抽象类 变量名 = new 抽象类子类();

如： abstract class Fu {

         public abstract void method();

    }

class Zi extends Fu {

public void method(){

     System.out.println(“重写父类抽象方法”);

}

}

//类的多态使用

Fu fu= new Zi();

 

C:接口多态定义的格式

接口 变量名 = new 接口实现类();

如： interface Fu {

    public abstract void method();

}

class Zi implements Fu {

    public void method(){

              System.out.println(“重写接口抽象方法”);

}

}

//接口的多态使用

Fu fu = new Zi();

 

2.2.1 案例代码五:

 package com.itheima_01;

/*

 * 多态的前提：

 * 子父类的继承关系

 * 方法的重写

 * 父类引用指向子类对象

 *

 * 动态绑定：运行期间调用的方法，是根据其具体的类型

 *

 *

 *

 *

 */

public class PoymorphicDemo {

public static void main(String[] args) {

/*Cat c = new Cat();

c.eat();*/

 

//父类引用 Animal a

//指向 =

//子类对象 new Cat()

 

Animal a = new Cat();

a.eat();

 

}

}

 

class Animal {

public void eat() {

System.out.println("吃东西");

}

}

 

 

class Cat extends Animal {

public void eat() {

System.out.println("猫吃鱼");

}

}

2.3 多态成员的特点

A:多态成员变量

当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时：

编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。

运行时期：也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。

简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

B:多态成员方法

编译时期：参考引用变量所属的类，如果没有类中没有调用的方法，编译失败。

运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法。

简而言之：编译看左边，运行看右边

2.3.1 案例代码六:

    package com.itheima_01;

/*

 *

 * 多态的成员特点:

 * 成员变量  编译时看的是左边，运行时看的左边

 * 成员方法  编译时看的是左边，运行时看右边

 * 静态方法  编译时看的是左边，运行时看的也是左边

 *

 *

 * 编译时看的都是左边，运行时成员方法看的是右边，其他（成员变量和静态的方法）看的都是左边

 *

 */

public class PoymorphicDemo2 {

public static void main(String[] args) {

Dad d = new Kid();

//System.out.println(d.num);

 

//d.method();

d.function();//使用变量去调用静态方法，其实相当于用变量类型的类名去调用

}

}

 

class Dad {

int num = 20;

 

public void method() {

System.out.println("我是父类方法");

}

 

public static void function() {

System.out.println("我是父类静态方法");

}

}

 

class Kid extends Dad {

int num = 10;

 

public void method() {

System.out.println("我是子类方法");

}

 

public static void function() {

System.out.println("我是子类静态方法");

}

}

 

2.4 多态中向上转型与向下转型

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

A:向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();

如：Person p = new Student();

B:向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;

如:Student stu = (Student) p;  //变量p 实际上指向Student对象

 

2.4.1 案例代码七:

    package com.itheima_01;

/*

 *

 * 多态中的向上转型和向下转型:

 *

 *  引用类型之间的转换

 *   向上转型

 *   由小到大(子类型转换成父类型)

 *   向下转型

 *   由大到小

 *  基本数据类型的转换

 *   自动类型转换

 *   由小到大

 *   byte short char --- int --- long --- float --- double

 *   强制类型转换

 *   由大到小

 *  

 *

 *

 */

public class PoymorphicDemo3 {

public static void main(String[] args) {

Animal2 a = new Dog();//向上转型

//a.eat();

 

Dog d = (Dog)a;//向下转型

d.swim();

 

}

}

 

class Animal2 {

public void eat() {

System.out.println("吃东西");

}

}

 

 

class Dog extends Animal2 {

public void eat() {

System.out.println("啃骨头");

}

 

public void swim() {

System.out.println("狗刨");

}

}

 

2.5 多态的优缺点

2.5.1 案例代码八:

  package com.itheima_01;

/*

 *

 * 多态的优缺点

 * 优点：可以提高可维护性（多态前提所保证的），提高代码的可扩展性

缺点：无法直接访问子类特有的成员

 */

public class PoymorphicDemo4 {

public static void main(String[] args) {

MiFactory factory = new MiFactory();

factory.createPhone(new MiNote());

 

factory.createPhone(new RedMi());

}

 

}

 

class MiFactory {

/*public void createPhone(MiNote mi) {

mi.call();

}

 

public void createPhone(RedMi mi) {

mi.call();

}*/

 

public void createPhone(Phone p) {

p.call();

}

 

}

 

interface Phone {

public void call();

}

 

//小米Note

class MiNote implements Phone{

public void call() {

System.out.println("小米Note打电话");

}

}

 

//红米

class RedMi implements Phone {

public void call() {

System.out.println("红米打电话");

}

}