抽象类跟多态

Posted 2020-12-21 spyu

第1章    抽象类

1.1  抽象类概述

使用 abstract关键字修饰的类就叫做抽象类！

Java三大特征

       封装

       继承

       多态

当编写一个类时，我们往往会为该类定义一些方法，这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式，那么这些方法都有具体的方法体。

但是有的时候，某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法，但是无法准确知道子类如何实现这些方法。

分析事物时，发现了共性内容，就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况，就是方法功能声明相同，但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取，但只抽取方法声明，不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。

 

 

/**
 * 描述动物
 * abstract  可以定义抽象类
 */
public abstract class Animal {
    public String name;
    public int age;
    public String  sex;
    /**
     * 定义抽象方法
     */
    public abstract void eat();

    public void active(){
        System.out.println( name + "运动");
    }
}

 

**
 * 描述狗
 */
public class Dog  extends Animal  {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }

    public void lookHouse(){
        System.out.println("狗看守房子");
    }
}

 

/**
 * 描述猫这类事物
 */
public class Cat extends Animal {


    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + "吃老鼠");
    }

    public void catchMouse(){
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

 

 

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        cat.name = "tom";
        cat.sex = "雌";
        cat.age = 2;
        cat.eat();

        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "小黄";
        dog.sex = "雄";
        dog.age = 5;
        dog.eat();


    }
}

 

运行结果

 

 

1.2  抽象类的特点

    抽象类的特点：

                抽象方法只能在抽象类里面

                抽象类和抽象方法必须被abstract修饰

                抽象类不能创建对象（不能实例化）

                 抽象类中可以有非抽象的方法

                 一个类继承了抽象类要么重写所有的抽象方法，要么他自己是抽象类                  

1.3  抽象类的成员的特点

A:抽象类的成员特点：

             成员变量

                    可以有成员变量

                    可以有常量

             成员方法

                    可以有抽象方法

                    可以有非抽象方法

             构造方法

                    可以有构造方法的，需要对抽象类的成员变量进行初始化

 

1.4      抽象类案例

1.4.1      老师案例:

 老师类

    属性:姓名,年龄,性别

    行为:讲课

 幼儿园老师:

属性:姓名,年龄,性别

    行为: 讲课  启蒙教育

    java老师:

属性:姓名,年龄,性别

        行为:讲课   讲java课程

1.4.2      员工案例

员工类:

  属性:姓名,编号,薪水

  行为:工作

  程序员:

  属性:姓名,编号,薪水

  行为:写代码工作

 经理:

  属性:姓名,编号,薪水,奖金

  行为:盯着程序员写代码工作

1.5      抽象类的细节

1.5.1      抽象类关键字abstract不可以和哪些关键字共存?

1.private：

私有的方法子类是无法继承到的，也不存在覆盖，而abstract和private一起使用修饰方法，abstract既要子类去实现这个方法，而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。互相矛盾。

2.final:

  抽象类不能和final共存,因为抽象类自身无法创建对象,我们需要通过子类创建对象,一旦抽象类使用final关键字,那么抽象类就没有子类

  抽象方法不能和final共存,因为抽象方法后期需要被子类重写,一旦加final无法重写  

3.static:

  抽象方法不能和static关键字共存,因为一旦加static我们就可以通过类名直接访问抽象方法,由于抽象方法没有方法体,没有任何意义,也不允许这样做

1.5.2      抽象类中是否可以不定义抽象方法?

是可以的，那这个抽象类的存在到底有什么意义呢？不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用

1.5.3      抽象类是否有构造函数?     

 有,抽象类的构造函数,是由子类的super语句来调用,用于给抽象类中的成员初始化

第2章   接口

2.1  接口的概述

接口是功能的集合，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。

2.2      接口的格式&使用

2.2.1      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;

}

 

2.2.2      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。

 

/**
 * 描述动物
 * interface  可以定义接口
 */
public interface Animal {
    /**
     * 定义抽象方法
     */
    public abstract void eat();

    /**
     * 运动
     */
    public abstract void active();
}

 

/**
 * 描述鱼这类事物
 */
public class Fish implements Animal {


    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃蚯蚓");
    }

    @Override
    public void active() {
        System.out.println("在水中游着动");
    }

}

 

2.3  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。

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。

2.4  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

 

2.5  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）。

2.6      接口优点

A:接口是对外暴露的规则。

B:类与接口的关系是实现。

C:接口的出现降低耦合性。(实现了模块化开发,定义好规则,每个人实现自己的模块,大大提高了开发效率)

2.7      接口和抽象类的异同

A:相同点:

都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;

都不能直接实例化对象;

都包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;

B:区别:

1:一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口;(接口弥补了Java的单继承) 单继承多实现

 2:成员变量

    抽象类既可以有常量也可以有变量,接口只能有常量

3:成员方法

    抽象类既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

4:构造方法

   抽象类有构造方法,子类通过super语句调用

   接口没有构造方法

5.抽象类是用来描述某一类事物，接口是用来定义功能规范

2.8      运动员案例

2.8.1      案例代码

第3章   多态

3.1  多态概述

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

现实生活中同一类事物的同一个功能经常会体现出多种形态，例如动物这一类事物的吃的功能，猫和狗吃东西的时候表现出来的形态不一样，这种现象称之为多态      

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。

 

多态指的是同一种类型的变量，在调用不同对象的同一个方法的时候，表现出来的多种形态

 

多态：父类的变量指向了子类的对象的时候，当我们去调用父类类型中的方法的时候，子类类型不一样就会表现出不同的形态

 

 

3.2  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();

 

1:普通类多态定义的格式

父类 变量名 = new 子类();

2:抽象类多态定义的格式

抽象类 变量名 = new 抽象类子类();

3:接口多态定义的格式

接口 变量名 = new 接口实现类();

3.3  多态成员的特点

1 :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。

2: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

 

3.4      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：

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();

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

 

 

3.5      多态的优缺点

      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