16-抽象类及接口

Posted 2022-09-01 nsss

抽象类
如果一个class定义了方法，但没有具体执行代码，这个方法就是抽象方法，抽象方法用abstract修饰。这个抽象方法无法执行，因此这个类也必须申明为抽象类（abstract class）
抽象类本身被设计是只能用于被继承，强迫子类实现其定义的抽象方法。因此，抽象方法实际上相当于定义了“规范”。
//Person类定义了抽象方法run()，那么，在实现子类Student的时候，就必须覆写run()方法
public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        Person p = new Student();
        p.run();
    


abstract class Person 
    public abstract void run();


class Student extends Person 
    @Override
    public void run() 
        System.out.println("Student.run");
    



注意：父类Person的run()方法没有实际意义，也不能去掉父类的run()方法。去掉父类的run()方法，就失去了多态的特性。

面向抽象编程

当我们定义了抽象类Person，以及具体的Student、Teacher子类的时候，我们可以通过抽象类Person类型去引用具体的子类的实例，这种引用抽象类的好处在于，我们对其进行方法调用，并不关心Person类型变量的具体子类型。
这种尽量引用高层类型，避免引用实际子类型的方式，称之为面向抽象编程。
Person s = new Student();
Person t = new Teacher();

个人理解：将子类向上转型为父类，而父类中自定义 “规范”，具体的实现全都由子类覆写，由于“规范” 的存在，整个继承树中针对某一类型的方法签名完全相同，那么在具体运行过程中的，只需引用父类，而无需关心子类的具体实现。

接口
在抽象类中，抽象方法本质上是定义接口规范：即规定高层类的接口，从而保证所有子类都有相同的接口实现，这样，多态就能发挥出威力。
如果一个抽象类没有字段，所有方法全部都是抽象方法，就可以把该抽象类改写为接口：interface。
abstract class Person 
    public abstract void run();
    public abstract String getName();

//改写为 接口interface
interface Person 
    void run();
    String getName();


所谓interface，就是比抽象类还要抽象的纯抽象接口，连字段都不能有。因为接口定义的所有方法默认都是public abstract的，所以这两个修饰符都可以省略。
当一个具体的class去实现一个interface时，需要使用implements关键字，在Java中，一个类只能继承自另一个类，不能从多个类继承。但是，一个类可以实现多个interface。
class Student implements Person, Hello  // 实现了两个interface
   private String name;

    public Student(String name) 
        this.name = name;
    

    @Override
    public void run() 
        System.out.println(this.name + " run");
    



术语
注意区分术语：
Java的接口特指interface的定义，表示一个接口类型和一组方法签名，而编程接口泛指接口规范，如方法签名，数据格式，网络协议等。
抽象类和接口的对比如下：
--------------------------------------------------------------------------
       　　　　　　　abstract        　　　　  class interface
继承　　　　　　只能extends一个class　　　　　可以implements多个interface
字段　　　　　　可以定义实例字段　　　　　　　　不能定义实例字段
抽象方法　　　　可以定义抽象方法　　　　　　　　可以定义抽象方法
非抽象方法　　　可以定义非抽象方法　　　　　　　可以定义default方法
---------------------------------------------------------------------------
接口继承
一个interface可以继承自另一个interface。interface继承自interface使用extends，它相当于扩展了接口的方法。
interface Hello 
    void hello();


interface Person extends Hello 
    void run();
    String getName();
//Person接口现在可以实现Hello接口的hello方法。


合理理设计interface和abstract class的继承关系，可以充分复用代码。一般来说，公共逻辑适合放在abstract class中，具体逻辑放到各个子类，而接口层次代表抽象程度。
Java的集合类定义的一组接口、抽象类以及具体子类的继承关系：
┌───────────────┐
│   Iterable    │接口
└───────────────┘
        ▲                ┌───────────────────┐
        │                │      Object       │父类
┌───────────────┐        └───────────────────┘
│  Collection   │                  ▲
└───────────────┘                  │
        ▲     ▲          ┌───────────────────┐
        │     └──────────│AbstractCollection │抽象类
┌───────────────┐        └───────────────────┘
│     List      │                  ▲
└───────────────┘                  │
              ▲          ┌───────────────────┐
              └──────────│   AbstractList    │
                         └───────────────────┘
                                ▲     ▲
                                │     │
                                │     │
                     ┌────────────┐ ┌────────────┐
                     │ ArrayList  │ │ LinkedList │具体子类
                     └────────────┘ └────────────┘


在使用的时候，实例化的对象永远只能是某个具体的子类，但总是通过接口去引用它，因为接口比抽象类更抽象（接口回调）：
List list = new ArrayList(); // 用List接口引用具体子类的实例
Collection coll = list; // 向上转型为Collection接口
Iterable it = coll; // 向上转型为Iterable接口

注意：Iterable接口也可以调用具体子类。

default方法
在接口中，可以定义default方法。通常情况下，继承自某个接口的子类需要对接口中的所有方法覆写，但对于default方法，子类就不必全部修改，只需要在需要覆写的地方去覆写新增方法。
default方法和抽象类的普通方法是有所不同的。因为interface没有字段，default方法无法访问字段，而抽象类的普通方法可以访问实例字段。
public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        Person p = new Student("Xiao Ming");
        p.run();
    


interface Person 
    String getName();
    default void run() 
        System.out.println(getName() + " run");
    


class Student implements Person 
    private String name;

    public Student(String name) 
        this.name = name;
    

    public String getName() 
        return this.name;
    //无需覆写 run方法