抽象类和接口（Java程序设计）

2024-06-05 11:02:59

愿得一心人，白头不相离。
愿你经历山河，归来仍是少年。

文章目录
1.抽象类
2.final修饰符
3.接口
4.接口编程案例
学习目标

前言
今天的日子：

在这个特殊的日子：
2020年是最浪漫的一年，谐音“爱你爱你”
5月20日是最浪漫的一天，寓意“我爱你”
20200520 寓意“爱你爱你我爱你”

你是我修复不了的bug。
我把你写进了while(1){你却自带break;｝。
不负代码不负君，面向对象面向卿。

程序猿不会表白？
你错了，他们表白都是依靠固定程序
而我们是创造属于我们独一无二的表白程序
没错，我们面对世界是循规蹈矩，但，我们面对你可以让世界变得循规蹈矩。
520表白神器
我有属于独一无二的表白神器

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抽象类

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。

定义抽象方法：

没有方法体的方法。
抽象类：包含抽象方法的类。

abstract使用格式

抽象方法
使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象的概括：

定义格式：

代码举例：

抽象类
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。

代码举例：

定义格式：

抽象的使用

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。

代码举例：

此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。

注意事项
关于抽象类的使用，以下为语法上要注意的细节，虽然条目较多，但若理解了抽象的本质，无需死记硬背。

抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。
理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。
抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。

final修饰符

概述
学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。那么我们能不能随意的继承 API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况，Java提供了final 关键字，用于修饰不可改变内容。

final：不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。

类：被修饰的类，不能被继承。
方法：被修饰的方法，不能被重写。
变量：被修饰的变量，不能被重新赋值。

修饰类
使用方式：

查询API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner 等，很多我们学习过的类，都是被final修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。

修饰方法
格式如下：

重写被 final 修饰的方法，编译时就会报错。

修饰变量

局部变量——基本类型

**基本类型的局部变量，被final修饰后，只能赋值一次，不能再更改。**代码如下：

思考，如下两种写法，哪种可以通过编译？
写法1：

写法2：
根据 final 的定义，写法1报错！写法2，为什么通过编译呢？因为每次循环，都是一次新的变量c。这也是大家需要注意的地方。

局部变量——引用类型
引用类型的局部变量，被final修饰后，只能指向一个对象，地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改， 代码如下：

成员变量
成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有两种，只能二选一：

显示初始化；
构造方法初始化。

被final修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。

接口

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型：数组，类，接口。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

定义格式:

含有抽象方法

抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

代码如下：

含有默认方法和静态方法
默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。
代码如下：

含有私有方法和私有静态方法
私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。
代码如下：

基本的实现

实现的概述

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。
非抽象子类实现接口：

必须重写接口中所有抽象方法。
继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。实现格式：

抽象方法的使用

必须全部实现，代码如下：

定义接口：
定义实现类：
定义测试类：
默认方法的使用
可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

继承默认方法，代码如下：

定义接口：
定义实现类：
定义测试类：
重写默认方法，代码如下：
定义接口：
定义实现类：

定义测试类：
静态方法的使用
静态与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用，代码如下：
定义接口：
定义实现类：
定义测试类：

私有方法的使用私有方法：只有默认方法可以调用。
私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。

如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。同学们在已学技术的基础上，可以自行测试。
定义接口：

接口的多实现
之前学过，在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。
实现格式：

[ ]：表示可选操作。

抽象方法
接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。代码如下：
定义多个接口：
定义实现类：

默认方法

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。代码如下：

定义多个接口：

定义实现类：

静态方法

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：定义接口：

定义父类：
定义子类：

定义测试类：

接口的多继承
一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。代码如下：
定义父接口：

定义子接口：

小贴士

子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

其他成员特点

接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static final修饰。
接口中，没有构造方法，不能创建对象。
接口中，没有静态代码块。

接口编程案例

在Java 9+版本中，接口的内容可以有：

1. 成员变量其实是常量，格式：
[public] [static] [final] 数据类型常量名称 = 数据值;
注意：
常量必须进行赋值，而且一旦赋值不能改变。
常量名称完全大写，用下划线进行分隔。

2. 接口中最重要的就是抽象方法，格式：
[public] [abstract] 返回值类型方法名称(参数列表);
注意：实现类必须覆盖重写接口所有的抽象方法，除非实现类是抽象类。

3. 从Java 8开始，接口里允许定义默认方法，格式：
[public] default 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：默认方法也可以被覆盖重写

4. 从Java 8开始，接口里允许定义静态方法，格式：
[public] static 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：应该通过接口名称进行调用，不能通过实现类对象调用接口静态方法

5. 从Java 9开始，接口里允许定义私有很乏，格式：
普通私有方法：private 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
静态私有方法：private static 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：private的方法只有接口自己才能调用，不能被实现类或别人使用。

学业目标

描述抽象方法的概念
写出抽象类的格式
写出抽象方法的格式
描述final修饰的类的特点
描述final修饰的方法的特点
写出定义接口的格式
写出实现接口的格式
说出接口中成员的特点

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