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目标:
1. 抽象类 2. 接口 3. Object类
1. 🍎抽象类
1.1 🍎抽象类概念
在面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来,并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。 比如:
在打印图形例子中, 我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape的各种子类的 draw 方法来完成的. 像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个 抽象方法(abstractmethod), 包含抽象方法的类我们称为 抽象类(abstract class).
1.2 🍎抽象类语法
在Java中,一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类,抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法,抽象方法不用 给出具体的实现体。
// 抽象类:被abstract修饰的类
public abstract class Shape {
// 抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
abstract public void draw();
abstract void calcArea();
// 抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
public double getArea(){
return area;
}
protected double area; // 面积
}
注意:抽象类也是类,内部可以包含普通方法和属性,甚至构造方法
1.3 🍎抽象类特性
1. 抽象类不能直接实例化对象
Shape shape = new Shape();
// 编译出错
Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; 无法实例化
2. 抽象方法不能是 private 的
abstract class Shape {
abstract private void draw();
}
// 编译出错
Error:(4, 27) java: 非法的修饰符组合: abstract和private
3. 抽象方法不能被final和static修饰,因为抽象方法要被子类重写
public abstract class Shape {
abstract final void methodA();
abstract public static void methodB();
}
// 编译报错:
// Error:(20, 25) java: 非法的修饰符组合: abstract和final
// Error:(21, 33) java: 非法的修饰符组合
4. 抽象类必须被继承,并且继承后子类要重写父类中的抽象方法,否则子类也是抽象类,必须要使用 abstract 修饰
// 矩形类
public class Rect extends Shape {
private double length;
private double width;
Rect(double length, double width){
this.length = length;
this.width = width;
}
public void draw(){
System.out.println("矩形: length= "+length+" width= " + width);
}
public void calcArea(){
area = length * width;
}
}
//圆类
public class Circle extends Shape{
private double r;
final private static double PI = 3.14;
public Circle(double r){
this.r = r;
}
public void draw(){
System.out.println("圆:r = "+r);
}
public void calcArea(){
area = PI * r * r;
}
}
// 三角形类:
public abstract class Triangle extends Shape {
private double a;
private double b;
private double c;
@Override
public void draw() {
System.out.println("三角形:a = "+a + " b = "+b+" c = "+c);
}
// 三角形:直角三角形、等腰三角形等,还可以继续细化
//@Override
//double calcArea(); // 编译失败:要么实现该抽象方法,要么将三角形设计为抽象类
}
5. 抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类一定是抽象类 6. 抽象类中可以有构造方法,供子类创建对象时,初始化父类的成员变量
1.4 🍎抽象类的作用
抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法。
有些同学可能会说了, 普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 为啥非得用抽象类和抽象方法呢?
确实如此. 但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验. 使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题。
2. 🍎接口
在现实生活中,接口的例子比比皆是,比如:笔记本上的USB口,电源插座等。
电脑的USB口上,可以插:U盘、鼠标、键盘…所有符合USB协议的设备 电源插座插孔上,可以插:电脑、电视机、电饭煲…所有符合规范的设备 通过上述例子可以看出:接口就是公共的行为规范标准,大家在实现时,只要符合规范标准,就可以通用。 在Java中,接口可以看成是:多个类的公共规范,是一种引用数据类型。
2.2 🍎语法规则
接口的定义格式与定义类的格式基本相同,将class关键字换成 interface 关键字,就定义了一个接口。
public interface 接口名称{
// 抽象方法
public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配,可以不写
public void method2();
abstract void method3();
void method4();
// 注意:在接口中上述写法都是抽象方法,跟推荐方式4,代码更简洁
}
接口中的成员方法是默认被public abstract 是固定搭配,可以不写
注意:
1. 创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头. 2. 接口的命名一般使用 “形容词” 词性的单词. 3. 阿里编码规范中约定, 接口中的方法和属性不要加任何修饰符号, 保持代码的简洁性.
2.3 🍎接口使用
接口不能直接使用,必须要有一个“实现类“来“实现“该接口,实现接口中的所有抽象方法。
public class 类名称 implements 接口名称{ // … }
注意:子类和父类之间是extends 继承关系,类与接口之间是 implements 实现关系。
接口案例分析:
请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子
1. USB接口:包含打开设备、关闭设备功能 2. 笔记本类:包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能 3. 鼠标类:实现USB接口,并具备点击功能 4. 键盘类:实现USB接口,并具备输入功能
代码:
// USB接口
public interface USB {
void openDevice();
void closeDevice();
}
// 鼠标类,实现USB接口
public class Mouse implements USB {
@Override
public void openDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}
@Override
public void closeDevice() {
System.out.println("关闭鼠标");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标点击");
}
}
// 键盘类,实现USB接口
public class KeyBoard implements USB {
@Override
public void openDevice() {
System.out.println("打开键盘");
}
@Override
public void closeDevice() {
System.out.println("关闭键盘");
}
public void inPut(){
System.out.println("键盘输入");
}
}
// 笔记本类:使用USB设备
public class Computer {
public void powerOn(){
System.out.println("打开笔记本电脑");
}
public void powerOff(){
System.out.println("关闭笔记本电脑");
}
public void useDevice(USB usb){
usb.openDevice();
if(usb instanceof Mouse){
Mouse mouse = (Mouse)usb;
mouse.click();
}else if(usb instanceof KeyBoard){
KeyBoard keyBoard = (KeyBoard)usb;
keyBoard.inPut();
}
usb.closeDevice();
}
}
test类:
// 测试类:
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();
computer.powerOn();
// 使用鼠标设备
computer.useDevice(new Mouse());
// 使用键盘设备
computer.useDevice(new KeyBoard());
computer.powerOff();
}
}
2.4 🍎接口特性
1. 接口类型是一种引用类型,但是不能直接new接口的对象
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
USB usb = new USB();
}
}
// Error:(10, 19) java: day20210915.USB是抽象的; 无法实例化
2. 接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即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)
public interface USB {
// Error:(4, 18) java: 此处不允许使用修饰符private
private void openDevice();
void closeDevice();
}
3. 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
public interface USB {
void openDevice();
// 编译失败:因为接口中的方式默认为抽象方法
// Error:(5, 23) java: 接口抽象方法不能带有主体
void closeDevice(){
System.out.println("关闭USB设备");
}
}
4. 重写接口中方法时,不能使用默认的访问权限
public interface USB {
void openDevice(); // 默认是public的
void closeDevice(); // 默认是public的
}
public class Mouse implements USB {
@Override
void openDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}
// ...
}
// 编译报错,重写USB中openDevice方法时,不能使用默认修饰符
// 正在尝试分配更低的访问权限; 以前为public
5. 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(也就是常量) 变量
案例:
public interface USB {
double brand = 3.0; // 默认被:final public static修饰
void openDevice();
void closeDevice();
}
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(USB.brand); // 可以直接通过接口名访问,说明是静态的
// 编译报错:Error:(12, 12) java: 无法为最终变量brand分配值
USB.brand = 2.0; // 说明brand具有final属性
}
}
6. 接口中不能有静态代码块和构造方法
public interface USB {
// 编译失败
public USB(){
}
{
} // 编译失败
void openDevice();
void closeDevice();
}
7. 接口虽然不是类,但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class 8. 如果类没有实现接口中的所有的抽象方法,则类必须设置为抽象类 9. jdk8中:接口中还可以包含default方法。
2.5 🍎实现多个接口
在Java中,类和类之间是单继承的,一个类只能有一个父类,即Java中不支持多继承,但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物.
class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
}
另外我们再提供一组接口, 分别表示 “会飞的“, “会跑的“, “会游泳的“.
interface IFlying {
void fly();
}
interface IRunning {
void run();
}
interface ISwimming {
void swim();
}
接下来我们创建几个具体的动物 猫, 是会跑的.
class Cat extends Animal implements IRunning {
public Cat(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用四条腿跑");
}
}
鱼, 是会游的.
class Fish extends Animal implements ISwimming {
public Fish(String name) {
super(name);
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name + "正在用尾巴游泳");
}
}
注意:一个类实现多个接口时,每个接口中的抽象方法都要实现,否则类必须设置为抽象类。 还有一种神奇的动物, 水陆空三栖, 叫做 “鸭子”
class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {
public Duck(String name) {
super(name);
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name + "正在漂在水上");
}
}
上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口.这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型. 有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力.
2.6 🍎接口间的继承
在Java中,类和类之间是单继承的,一个类可以实现多个接口,接口与接口之间可以多继承。即:用接口可以达到多继承的目的。接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.
interface IRunning {
void run();
}
interface ISwimming {
void swim();
}
// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
}
class Frog implements IAmphibious {
...
}
通过接口继承创建一个新的接口 IAmphibious 表示 “两栖的“. 此时实现接口创建的 Frog 类, 就继续要实现 run 方法, 也需要实现 swim 方法.
2.7 🍎接口使用实例
在这之前我们先讲一个知识
compareTo接口的使用
主要作用是实现比较大小
默认的比较方式可以重写
案例:
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
String str3 = "abc";
String str4 = "cbc";
System.out.println(str1.compareTo(str2));//和c语言的strcmp一样比较的是字符值
System.out.println(str3.compareTo(str4));//和c语言的strcmp一样比较的是字符值
}
}
输出结果:
compareTo比较对象里面的成员大小
//TestStudent类
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student(18,"zhanshang");
Student student2 = new Student(19, "lisi");
System.out.println(student1.compareTo(student2));
}
}
//Student类
public class Student implements Comparable<Student>{
int age;
String name;
public Student(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
// 名字比较大小
@Override
public int compareTo(Student o) {
if(this.name.compareTo(o.name) > 0){
return 1;
}else if(this.name.compareTo(o.name) == 0){
return 0;
}else{
return -1;
}
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
输出结果:
当然也可以使用年龄比较大小
局限性:
给对象数组排序
代码展示:
//TestStudent类
import java.util.Arrays;
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
Student[] students = new Student[3];
students[0] = new Student(18,"zhanshang");
students[1] = new Student(19, "lisi");
students[2] = new Student(15, "wangwu");
//排序前
System.out.println(Arrays.toString(students));
//排序中
Arrays.sort(students);
//排序后
System.out.println(Arrays.toString(students));
}
//Student类
public class Student implements Comparable<Student>{
int age;
String name;
public Student(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
//名字比较大小
@Override
public int compareTo(Student o) {
if(this.name.compareTo(o.name) > 0){
return 1;
}else if(this.name.compareTo(o.name) == 0){
return 0;
}else{
return -1;
}
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
输出结果:
这个说明:Arrays.ToString();排序数组的时候,底层会调用compareTo的方法进行排序。
注意事项: 对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 “可比较” 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通 过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则.
2.8🍎Clonable 接口和深拷贝
Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.(刚刚的compareTo接口也是)Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 “拷贝“. 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常.
Clonable 接口
克隆本身的类要支持克隆,要用上接口Cloneable
浅拷贝
案例:
class Money {
public double m = 99.99;
}
class Person implements Cloneable{
int age;
public Money money = new Money();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class TestDemo3 {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Person person1 = new Person();
Person person2 = (Person) person.clone();
System.out.println("通过person2修改前的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
person2.money.m = 13.6;
System.out.println("通过person2修改后的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
}
}
// 执行结果 通过person2修改前的结果 99.99 99.99 通过person2修改后的结果 13.6 13.6
内部逻辑分析:
深拷贝:
代码:修改:
class Money implements Cloneable{
public double m = 99.99;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
class Person implements Cloneable{
int age;
public Money money = new Money();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Person temp = (Person) super.clone();
temp.money = (Money) this.money.clone();
return temp;
}
}
那么首先要Money要支持拷贝,对Money改:
对Person改:
2.9 🍎抽象类和接口的区别(重点)
核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。抽象类:
- 抽象类是一种包含抽象方法的类,不能被实例化,只能被继承。
- 抽象类可以包含普通方法和抽象方法,子类必须实现所有抽象方法才能被实例化。
- 抽象类可以包含成员变量,构造方法,静态方法等。
- 子类只能继承一个抽象类。
- 抽象类可以用来定义子类的通用行为,提供默认实现。
接口:
- 接口是一种抽象类型,只包含常量和抽象方法的定义,不能包含普通方法的实现。
- 类可以实现多个接口,实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。
- 接口中的方法默认是公共的抽象方法,不需要使用abstract关键字。
- 接口主要用于定义类的契约,实现多态和解耦的目的。
- 接口可以被用来描述对象的行为,而不关心对象的具体实现。
3. 🍎Object类
Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类,所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。也就是说Object类可以是所有类的父类,一个子类没有继承其他类,默认这个类的父类是Object类
范例:使用Object接收所有类的对象
没有报错
Object的所有方法,对于整个Object类中的方法需要实现全部掌握。
3.1 🍎hashcode方法
回忆刚刚的toString方法的源码:
public String toString() { return getClass().getName() + “@” + Integer.toHexString(hashCode()); }
我们看到了hashCode()这个方法,他帮我算了一个具体的对象位置,这里面涉及数据结构,但是我们还没学数据结构,没法讲述,所以我们只能说它是个内存地址。然后调用Integer.toHexString()方法,将这个地址以16进制输出。该方法是一个native方法,底层是由C/C++代码写的。我们看不到。
来一个案例:
我们认为两个名字相同,年龄相同的对象,将存储在同一个位置,如果不重写hashcode()方法,我们可以来看示例代码:
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;
Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;
System.out.println(per1.hashCode());
System.out.println(per2.hashCode());
}
}
//执行结果
460141958
1163157884
注意事项:两个对象的hash值不一样。 像重写equals方法一样,我们也可以重写hashcode()方法。此时我们再来看看。
class Person {
public String name;
public int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;
Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;
System.out.println(per1.hashCode());
System.out.println(per2.hashCode());
}
}
//执行结果
460141958
460141958
注意事项:哈希值一样。 结论:
1、hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同 2、事实上hashCode() 在散列表中才有用,在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的 散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。
好啦,今天的分享就到这里了 ,感谢观看。
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