Java程序设计接口与多态

Posted 2021-07-29 BkbK-

接口与多态

文章目录

• 接口与多态
• • 一、接口
  • • (1)接口概述
    • • 1.接口与类相似点：
      • 2.接口与类的区别：
      • 3.接口特性
      • 4.抽象类和接口的区别
      • 5.接口的作用
    • (2)接口的声明
    • (3)接口的实现
    • (4)接口的扩展
  • 二、塑形
  • • (1)类型转换规则
    • (2)隐式类型转换&显式类型转换
    • • 1.隐式类型转换
      • 2.显式类型转换
    • (3)方法的查找
  • 三、多态
  • • (1)多态的概念
    • (2)绑定

一、接口

• 就像“纯”的抽象类，只有设计、没有实现；
• 可以同时继承多个设计；
• 可以在没有继承、组合关系的类之间抽象出共同接口；
•可以隐藏实现细节。

(1)接口概述

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

• 接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

• 除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

• 接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

1.接口与类相似点：

• 一个接口可以有多个方法。
• 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
• 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
• 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

2.接口与类的区别：

• 接口不能用于实例化对象。
• 接口没有构造方法。
• 接口中所有的方法必须是抽象方法。
• 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
• 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
• 接口支持多继承。

3.接口特性

• 接口中每一个方法也是隐式抽象的,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）。
• 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（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
• 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接口中的方法。

4.抽象类和接口的区别

• 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
• 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
• 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
• 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

5.接口的作用

• 继承多个设计。
• 建立类和类之间的“协议”
  • 将类根据其实现的功能分组用接口代表，而不必顾虑它所在的类继承层次；这样可以最大限度地利用动态绑定，隐藏实现细节；
  • 实现不同类之间的常量共享

(2)接口的声明

[接口修饰符] interface 接口名称 [extends 父接口名]{
	…//方法的原型声明或静态常量
}

• 接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
• 接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。接口中的方法必须是“抽象方法”，不能有方法体，可以省略public及abstract关键字。接口中的方法都是公有的。
• 接口的数据成员一定要有初值，且此值将不能再更改，可以省略final关键字。

(3)接口的实现

• 利用接口设计类的过程，称为接口的实现，使用implements关键字，语法如下：

  [修饰符] class 类名称 implements 接口名称[ 其他接口名称, 其他接口名称 ...] { 
  	//在类体中实现接口的方法
  	//本类声明的更多变量和方法
  }
  

• 注意：

  ▫ 必须实现接口中的所有方法； ▫ 来自接口的方法必须声明成public。

(4)接口的扩展

一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。

interface 子接口的名称 extends 超口的名称1，超接口的名称2，… {
	… …
}

接口可通过扩展的技术派生出新的接口

• 原来的接口称为超接口(super interface)；
• 派生出的接口称为子接口(sub interface)。

二、塑形

• 继承超类和实现接口的目的不仅在于重用设计和实现，而且可以规 定不同类的对象有统一的对外服务接口。
• 从提供同样服务接口的角度

• 子类对象可以充当超类的对象；
• 实现接口类的对象可以通过接口类型的引用访问。

(1)类型转换规则

基本类型之间的转换

• 将值从一种类型转换成另一种类型。

引用变量的类型转换

• 将引用转换为另一类型的引用，并不改变对象本身的类型。
• 只能被转为
  • 任何一个（直接或间接）超类的类型（向上转型）；
  • 对象所属的类（或其超类）实现的一个接口（向上转型）；
  • 被转为引用指向的对象的类型（唯一可以向下转型的情况）。

当一个引用被转为其超类引用后，通过他能够访问的只有在超类中
声明过的方法。

(2)隐式类型转换&显式类型转换

1.隐式类型转换

基本数据类型:可以转换的类型之间，存储容量低的自动向存储容量高的类型转换
引用变量:被转成更一般的类或被塑型为对象所属类实现的接口类型

2.显式类型转换

(newtype)value

(3)方法的查找

实例方法的查找:从对象创建时的类开始，沿类层次向上查找。

类方法的查找:总是在引用变量声明时所属的类中进行查找。

三、多态

超类和接口中设计的对外服务功能，在不同的子类或实现接口的类 中可以有不同的实现，但是可以通过超类的引用或者接口的引用访 问。

(1)多态的概念

• 超类对象和从相同的超类派生出来的多个子类的对象，可被当作同一种类型的对象对待；
• 实现同一接口不同类型的对象，可被当作同一种类型的对象对待；
• 可向这些不同的类型对象发送同样的消息，由于多态性，这些不同类的对象响应同一消息时的行为可以有所差别。

(2)绑定

指将一个方法调用同一个方法主体连接到一起

根据绑定时期的不同，可分为

• 早绑定：程序运行之前执行绑定
• 晚绑定：也叫作“动态绑定”或“运行期绑定，是基于对象的类别，在程序运行时执行绑定