【转】Java接口与多态

小咪咪 2021-09-27 03:26 310阅读 0赞

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**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.gao\_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 \{  
      
\}  
复制代码  
**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fnal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**  
  
复制代码  
package com.gao\_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**  
  
复制代码  
package com.gao\_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.gao\_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");  
    \}  
      
\}

**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：及时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**  
 package com.gao\_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.gao\_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  
  
package com.gao\_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**  
package com.gao\_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");  
    \}  
\}

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