一.接口
(一) 概述
接口,是Java语言中一种,是,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)。
引用数据类型:数组,类,接口。
(二)定义格式
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。
public interface 接口名称 {
//接口内容
}
(三)接口包含的内容
如果是Java 7.那么接口中可以包含的内容有:
- 常量
- 抽象方法.
如果是Java 8,还可以额外包含有:
- 默认方法
- 静态方法
如果是Java, 9,还可以额外包含有
- 私有方法
(四)接口中的抽象方法
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。
1.定义格式:
public interface MyInterfaceAbstract {
// 这是一个抽象方法
public abstract void methodAbs1();
// 这也是抽象方法
abstract void methodAbs2();
// 这也是抽象方法
abstract void methodAbs3();
// 这也是抽象方法
void methodAbs4();
}
2.使用步骤:
(1) 接口不能直接使用,必须有一个来该接口。
接口实现类的定义格式:
public class 实现类名称 implements 接口名称{
// ...
}
(2) 接口的实现类必须重写(实现)接口中所有抽象方法。
(3) 创建实现类的对象,进行使用。
代码:
MyInterfaceAbstract.java
public interface MyInterfaceAbstract {
// 这是一个抽象方法
public abstract void methodAbs1();
// 这也是抽象方法
abstract void methodAbs2();
// 这也是抽象方法
abstract void methodAbs3();
// 这也是抽象方法
void methodAbs4();
}
MyInterfaceAbstractImpl.java
public class MyInterfaceAbstractImpl implements MyInterfaceAbstract {
@Override
public void methodAbs1() {
System.out.println("这是第一个方法!");
}
@Override
public void methodAbs2() {
System.out.println("这是第二个方法!");
}
@Override
public void methodAbs3() {
System.out.println("这是第三个方法!");
}
@Override
public void methodAbs4() {
System.out.println("这是第四个方法!");
}
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 错误写法!不能直接new接口对象使用
// MyInterfaceAbstract inter = new MyInterfaceAbstract();
// 创建实现类的对象使用
MyInterfaceAbstractImpl impl = new MyInterfaceAbstractImpl();
impl.methodAbs1();
impl.methodAbs2();
}
}
运行结果:
(五)接口中的默认方法
默认方法:使用default
修饰,不可省略,供子类调用或者子类重写。
1.定义格式:
public interface MyInterfaceDefault {
// 默认方法
public default void methodDefault1() {
System.out.println("这是一个默认方法");
}
default void methodDefault2() {
System.out.println("这也是一个默认方法");
}
}
备注:
- 接口当中的默认方法,可以解决接口升级的问题。
- 接口当中的默认方法,可以在lambda和函数式编程时用来拼接函数模型。
2.使用步骤:
- 接口的默认方法,可以在接口实现类方法中直接调用。
- 接口的默认方法,可以通过接口实现类对象,直接调用。
- 接口的默认方法,也可以被接口实现类进行覆盖重写。
代码:
MyInterfaceDefault.java
public interface MyInterfaceDefault {
// 抽象方法
public abstract void methodAbs();
// 新添加一个抽象方法,借口的实现类如果没有及时实现会报错
// public abstract void methodAbs2();
// 默认方法
public default void methodDefault1() {
System.out.println("这是一个默认方法");
}
default void methodDefault2() {
System.out.println("这也是一个默认方法");
}
}
MyInterfaceDefaultA.java
public class MyInterfaceDefaultA implements MyInterfaceDefault {
@Override
public void methodAbs() {
System.out.println("实现了抽象方法AAA!");
methodDefault1(); // 这是一个默认方法
}
}
MyInterfaceDefaultB.java
public class MyInterfaceDefaultB implements MyInterfaceDefault {
@Override
public void methodAbs() {
System.out.println("实现了抽象方法BBB!");
}
@Override
public void methodDefault1() {
System.out.println("实现类B覆盖重写了接口的默认方法");
}
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建了实现类对象
MyInterfaceDefaultA interA = new MyInterfaceDefaultA();
interA.methodAbs(); // 调用实现类A重写后的抽象方法
interA.methodDefault2(); // 这也是一个默认方法
System.out.println("===================");
MyInterfaceDefaultB interB = new MyInterfaceDefaultB();
interB.methodAbs(); // 调用实现类B重写后的抽象方法
interB.methodDefault1(); // 实现类B覆盖重写了接口的默认方法
}
}
运行结果:
(六)接口中的静态方法
静态方法:使用static
修饰,供接口直接调用。
1.定义格式
public interface MyInterfaceStatic {
// 静态方法
public static void methodStatic1() {
System.out.println("这是接口的静态方法! ");
}
static void methodStatic2() {
System.out.println("这也是接口的静态方法! ");
}
}
2.使用步骤
- 通过接口名称,直接调用其中的静态方法。
格式:接口名称.静态方法名(参数);
注意事项:不能通过接口实现类或接口实现类的对象来调用接口当中的静态方法。
代码:
MyInterfaceStatic.java
public interface MyInterfaceStatic {
// 静态方法
public static void methodStatic1() {
System.out.println("这是接口的静态方法! ");
}
static void methodStatic2() {
System.out.println("这也是接口的静态方法! ");
}
}
MyInterfaceStaticImpl.java
public class MyInterfaceStaticImpl implements MyInterfaceStatic {
public static void methodStatic1() {
System.out.println("接口实现类重写了接口的静态方法!");
}
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 直接通过接口名称调用静态方法
MyInterfaceStatic.methodStatic1();
MyInterfaceStatic.methodStatic2();
System.out.println("=========");
// 使用接口实现类调用重写后的静态方法
MyInterfaceStaticImpl.methodStatic1();
// 错误写法,不能通过接口实现类来调用接口中的静态方法
// MyInterfaceStaticImpl.methodStatic2();
System.out.println("=========");
// 创建一个实现类对象
MyInterfaceStaticImpl impl = new MyInterfaceStaticImpl();
// 使用接口实现类的对象调用重写后的静态方法
impl.methodStatic1();
// 错误写法,不能通过接口实现类的对象来调用
// impl.methodStatic2(); 接口中的静态方法
}
}
运行结果:
(七)接口中的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。
1.定义格式
public interface MyInterfacePrivate {
// 普通私有方法
private void methodCommon(){
System.out.println("重复代码AAA");
System.out.println("重复代码BBB");
System.out.println("重复代码CCC");
System.out.println("重复代码DDD");
System.out.println("重复代码EEE");
}
// 静态私有方法
private static void methodStaticCommon(){
System.out.println("重复代码AAA");
System.out.println("重复代码BBB");
System.out.println("重复代码CCC");
System.out.println("重复代码DDD");
System.out.println("重复代码EEE");
}
}
- 昔通私有方法,解决多个默认方法之间重复代码问题
- 静态私有方法,解决多个静态方法之间重复代码问题
2.使用步骤
在接口当中,默认方法和静态方法通过方法名直接调用。
格式:方法名(参数);
代码:
MyInterfacePrivate.java
public interface MyInterfacePrivate {
public default void methodDefault1(){
System.out.println("默认方法1");
methodCommon();
}
public default void methodDefault2(){
System.out.println("默认方法2");
methodCommon();
}
public static void methodStatic1(){
System.out.println("静态方法1");
methodStaticCommon();
}
public static void methodStatic2(){
System.out.println("静态方法2");
methodStaticCommon();
}
// 普通私有方法
private void methodCommon(){
System.out.println("默认方法重复代码!");
}
// 静态私有方法
private static void methodStaticCommon(){
System.out.println("默认方法重复代码!");
}
}
MyInterfacePrivateImpl.java
public class MyInterfacePrivateImpl implements MyInterfacePrivate {
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 直接调用接口静态方法
MyInterfacePrivate.methodStatic1();
MyInterfacePrivate.methodStatic2();
MyInterfacePrivateImpl impl = new MyInterfacePrivateImpl();
// 通过接口实现类调用接口默认方法
impl.methodDefault1();
impl.methodDefault2();
}
}
运行结果:
(八)接口中的常量
接口当中也可以定义“成员变量”,但是必须使用public static final
三个关键字进行修饰。从效果上看,这其实就是接口的。
1.定义格式
public static final 数据类型常量名称 = 数据值
备注:
一旦使用final
关键字进行修饰,说明不可改变。
2.注意事项
- 接口当中的常量,可以省略
public static. final
(注意:不写也照样是这样)。 - 接口当中的常量,必须进行赋值,不能不赋值。
- 接口中常量的名称,使用完全大写的字母,用下划线进行分隔。
- 直接通过接口名来访问接口常量
代码:
MyInterfaceConst.java
public interface MyInterfaceConst {
// 这其实就是一个常量,一旦赋值,不可以修改
public static final int NUM_OF_MY_CLASS1 = 10;
// 这也是一个常量
static final int NUM_OF_MY_CLASS2 = 20;
// 这也是一个常量
final int NUM_OF_MY_CLASS3 = 30;
static final int NUM_OF_MY_CLASS4 = 40;
// 这也是一个常量
int NUM_OF_MY_CLASS5 = 50;
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 直接通过接口名来访问接口常量
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS1); // 10
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS2); // 20
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS3); // 30
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS4); // 40
System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS5); // 50
}
}
运行结果:
(九)接口的多实现
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。并且,一个类能继承一个父类,同时实现多个接口。
1.实现格式:
public class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
}
[ ]:表示可选操作。
2.接口多实现中的抽象方法
接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写。如果抽象方法有重名的,只需要。
代码:
InterfaceMultiImplement.java
interface InterfaceA {
public abstract void showA();
public abstract void show();
}
interface InterfaceB {
public abstract void showB();
public abstract void show();
}
public class InterfaceMultiImplement implements InterfaceA,InterfaceB{
@Override
public void showA() {
System.out.println("实现了A接口的showA方法");
}
@Override
public void showB() {
System.out.println("实现了B接口的showB方法");
}
@Override
public void show() {
System.out.println("实现了A,B接口共有的show方法");
}
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
InterfaceMultiImplement impl = new InterfaceMultiImplement();
impl.showA();
impl.showB();
impl.show();
}
}
运行结果:
3.接口多实现中的默认方法
接口中,有多个默认方法时,实现类都可继承使用。如果实现类实现的多个接口当中,存在重复的默认方法,那么实现类一定要对冲突的默认方法进行。
代码:
InterfaceMultiImplement.java
interface InterfaceA {
public default void methodA() {
System.out.println("接口A的默认方法methodA");
}
public default void method() {
System.out.println("接口A,B共有的默认方法method");
}
}
interface InterfaceB {
public default void methodB() {
System.out.println("接口B的默认方法methodB");
}
public default void method() {
System.out.println("接口A,B共有的默认方法method");
}
}
public class InterfaceMultiImplement implements InterfaceA, InterfaceB {
@Override
public void method() {
System.out.println("接口的实现类覆盖重写了接口A,B共有的默认方法method!");
}
}
InterfaceTest.java
public class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
InterfaceMultiImplement impl = new InterfaceMultiImplement();
impl.methodA();
impl.methodB();
impl.method();
}
}
运行结果:
4.接口多实现中的静态方法
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。
(十).接口中继承与实现优先级的问题
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,子类的成员方法。
代码:
MyInterface.java
public interface MyInterface {
public default void method(){
System.out.println("接口中的默认方法");
}
}
Fu.java
public class Fu {
public void method(){
System.out.println("父类中的方法");
}
}
Zi.java
public class Zi extends Fu implements MyInterface{
// 未重写method方法
}
Test.java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();
zi.method();
}
}
运行结果:
(十一)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。
1.注意事项:
- 多个父接口当中的抽象方法如果重复,没关系。
- 多个父接口当中的默认方法如果重复,那么子接口,而且带着
default
关键字
总结:
- 类与类之间是单继承的。直接父类只有一个。
- 类与接口之间是多实现的。一个类可以实现多个接口。
- 接口与接口之间是多继承的。
代码:
A.java
public interface A {
public default void methodA() {
System.out.println("接口A的methodA方法");
}
public default void methodCommon() {
System.out.println("接口A的methodCommon方法");
}
}
B.java
public interface B {
public default void methodB(){
System.out.println("接口B的methodB方法");
}
public default void methodCommon() {
System.out.println("接口B的methodCommon方法");
}
}
C.java
public interface C extends A, B {
public default void methodC() {
System.out.println("接口C的methodC方法");
}
@Override
public default void methodCommon() {
System.out.println("接口C重写了接口A,B的methodCommon方法");
}
}
CImpl.java
public class CImpl implements C {
public void test() {
methodA();
methodB();
methodC();
methodCommon();
}
}
Test.java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
CImpl impl = new CImpl();
impl.test();
}
}
运行结果:
二.多态
(一)概述
多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。生活中,比如跑的动作,小猫、小狗和大象,跑起来是不一样的。再比如飞的动作,昆虫、鸟类和飞机,飞起来也是不一样的。可见,,通过不同的事物,可以体现出来的。多态,描述的就是这样的状态。
代码当中体现多态性,其实就是一句话:父类引用指向子类对象。
(二)定义
父类名称 对象名 = new 子类名称();
接口名称 对象名 = new 实现类名称()
前提
- 必须有继承或者实现
- 必须有方法的重写(意义体现)
- 父类引用指向子类对象(格式体现)
代码:
interface Inter {
public abstract void method();
}
class Fu {
public void method() {
System.out.println("父类方法");
}
}
class Zi extends Fu {
@Override
public void method() {
System.out.println("子类重写了父类方法!");
}
}
class interImplement implements Inter {
@Override
public void method() {
System.out.println("实现了接口的method方法!");
}
}
public class Multi {
public static void main(String[] args) {
Fu fu = new Zi();
fu.method();
Inter inter = new interImplement();
inter.method();
}
}
运行结果:
(三)多态中成员变量的使用特点
在多态的代码当中,访问成员变量有两种方式,成员变量的访问规则是:
- 直接通过子类对象访问成员变量:
等号左边是谁,就优先用谁,没有则向上找。 - 间接通过成员方法访问成员变量:
该方法属于谁,就优先用谁,没有则向上找。
代码:
class Fu {
int num = 10;
public void showNum() {
System.out.println("父类对象中num值为: " + num);
}
}
class Zi extends Fu {
int num = 20;
@Override
public void showNum() {
System.out.println("子类对象中num值为: " + num);
}
}
public class MultiField {
public static void main(String[] args) {
Fu fu = new Zi();
System.out.println(fu.num); // 10
System.out.println("======================");
// 子类如果没有覆盖重写,就是父:10
// 子类如果覆盖重写,就是子:20
fu.showNum();
}
}
运行结果:
(四)多态中成员方法的使用特点
在多态的代码当中,成员方法的访问规则是:看new
的是谁,就优先用谁,没有则向上找。
代码:
class Fu {
public void method() {
System.out.println("父类方法");
}
public void methodFu() {
System.out.println("父类特有方法");
}
}
class Zi extends Fu {
@Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}
}
public class MultiMethod {
public static void main(String[] args) {
Fu fu = new Zi();
fu.method(); // new的是Zi,父子类都有method\方法,优先用子类中的
fu.methodFu(); // 子类没有,父类有,向上找到父类
}
}
运行结果:
(五)多态的好处
实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法,进行方法的调用,更能体现出多态的扩展性与便利。
代码:
abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
public class MultiTest {
public static void main(String[] args) {
Cat cat1 = new Cat();
Dog dog1 = new Dog();
// 调用showCatEat
showCatEat(cat1);
// 调用showDogEat
showDogEat(dog1);
System.out.println("===============");
Animal cat2 = new Cat();
Animal dog2 = new Dog();
// showCatEat和调用showDogEat被showAnimalEat方法所替代,而执行效果一致
showAnimalEat(cat1);
showAnimalEat(dog1);
}
public static void showCatEat(Cat cat) {
cat.eat();
}
public static void showDogEat(Dog dog) {
dog.eat();
}
public static void showAnimalEat(Animal animal) {
animal.eat();
}
}
运行结果:
- 当eat方法执行时,多态规定,执行的是子类重写的方法,那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致,所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。
- 不仅仅是替代,在扩展性方面,无论之后再多的子类出现,我们都不需要编写showXxxEat方法了,直接使用showAnimalEat都可以完成。
多态的好处,体现在,可以使程序编写的更简单,并有良好的扩展。
(六)引用类型转换
多态的转型分为向上转型与向下转型两种:
1.向上转型:
- 向上转型:多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程,这个过程是默认的。
使用格式:
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如:Animal a = new Cat();
2.向下转型
- 向下转型:父类类型向子类类型向下转换的过程,这个过程是强制的。
一个已经向上转型的子类对象,将父类引用转为子类引用,可以使用强制类型转换的格式,便是向下转型。
使用格式:
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;
3.为什么要转型
当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误。也就是说,不能调用子类拥有,而父类没有的方法。编译都错误,更别说运行了。所以,想要调用子类特有的方法,必须做向下转型。
代码:
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
public class MultiTransformation {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal animal1 = new Cat();
Animal animal2 = new Dog();
// 向下转型
Cat cat = (Cat) animal1;
Dog dog = (Dog) animal2;
// 调用子类特有的方法
cat.catchMouse();
dog.watchHouse();
}
}
运行结果:
4.转型的异常
代码:
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
public class MultiTransformation {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal animal1 = new Cat();
// 向下转型
Dog cat = (Dog) animal1;
// 调用子类特有的方法
cat.watchHouse();
}
}
运行结果:
这段代码可以通过编译,但是运行时,却报出了
ClassCastException
,类型转换异常!这是因为,明明创建了Cat
类型对象,运行时,当然不能转换成Dog
对象的。这两个类型并没有任何继承关系,不符合类型转换的定义。
5.instanceof关键字
为了避免ClassCastException
的发生,Java提供了instanceof
关键字,给引用变量做类型的校验,格式如下:
变量名 instanceof 数据类型
- 如果变量属于该数据类型,返回true。
- 如果变量不属于该数据类型,返回false。
转换前,我们最好先做一个判断。
代码:
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
public class MultiTransformation {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal animal1 = new Cat();
// 向下转型
if (animal1 instanceof Cat) {
Cat cat = (Cat) animal1;
cat.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
} else if (animal1 instanceof Dog) {
Dog dog = (Dog) animal1;
dog.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse
}
}
}
运行结果: