【原】帮你快速了解Java抽象类、接口和多态

KookNut39 2021-12-15

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大家好，我是KookNut39也是Tommy，在CSDN写文，写Java时候我是Tommy，分享一些自己认为在学习过程中比较重要的东西，致力于帮助初学者入门，希望可以帮助你进步。感兴趣的欢迎关注博主，和博主一起学习Java知识。大家还可以去专栏查看之前的文章，希望未来能和大家共同探讨技术。

文章目录

面向对象特征——多态

学习多态之前我们应该先学习抽象类和接口，因为抽象类和接口是实现多态的前提。

1.抽象类

如果自上而下在类的继承层次结构中上移，位于上层的类更具有一般性，可能更加抽象。从某种角度看祖先类更具有一般性，人们只将它作为派生其他类的基类，而不是构造你想要的特定的实例。
——Java核心技术（卷一）

上面这段话讲明了抽象类是怎么来的，和抽象类的用途。那么什么是抽象类呢？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。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法。

用abstract修饰的类就是抽象类。如果某个类中包含有抽象方法，那么该类就必须定义成抽象类。

特点：

抽象类不能被实例化，但可以有构造函数，因为抽象类中含有无具体实现的方法，所以不能用抽象类创建对象。

抽象类只能用作基类，表示的是一种继承关系。继承抽象类的非抽象类必须实现其中的所有抽象方法，而已实现方法的参数、返回值要和抽象类中的方法一样。否则，该类也必须声明为抽象类。

抽象方法
抽象方法充当着占位方法的角色，它们在子类中具体实现。

抽象方法是一种特殊的方法：它只有声明，而没有具体的实现
抽象方法必须用abstract关键字进行修饰

[访问权限] abstract class 类名 {

      //成员列表

}

注意：

抽象类，抽象方法，在软件开发过程中都是设计层面的概念。也就是说，设计人员会设计出抽象类，抽象方法，程序员都是来继承这些抽象类并覆盖抽象方法，实现具体功能。
有些程序员认为，在抽象类中不能包含具体方法。建议尽量将通用的属性和方法（不管是不是抽象的）放在基类中（不管是不是抽象类）。
即使不含抽象方法也可以将类声明为抽象类。
抽象类不能实例化。

2.接口

在生活中我们见的最多的就是USB接口，电脑上的接口，鼠标接口，U盘接口。那么这些接口是如何工作的呢？

电脑上的USB接口本身没有实现任何功能，意思就是，当我们什么都不给它插入时，它没有什么用，有没有它都不会对电脑造成什么影响，但是它规定了数据传输要求，可以被许多的设备实现，当接入鼠标时就把鼠标和电脑连接起来，它不会把鼠标当作U盘来用，原因就在于，实现什么功能不是靠接口来决定，是看谁实现了它。

接口用来描述类应该做什么，而不指定它具体怎么做。一个类可以实现一个或多个接口。
注意：接口不是类，而是对希望符合这个接口的类的一组需求。

接口的定义：

//中括号中的内容表示可以有可以没有
[访问修饰符]  interface  接口名称  [extends 其他的接口名1,….其他的接口名n] { 

    //接口类必须用interface关键词修饰
    //接口中的属性默认都是public static final修饰 
    int num = 10;  


    //所有方法默认都是public abstract修饰
    void method();

}

接口的特性：

接口中的变量都是静态常量
接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
接口中每一个方法也是隐式抽象的，默认为public abstract 。
接口中声明的属性默认为 public static final 的；
接口不是被类继承了，而是要被类实现。
接口不能实例化对象（无构造方法），但可以声明对象的引用。（多态性）
多个类可以实现同一个接口。
一个类可以实现多个接口，但只能继承一个类。
与继承关系类似，接口与实现类之间存在多态性。
一个接口能继承其它多个接口。
当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。

面向接口编程时：

关心实现类有何能力，而不关心实现细节
面向接口的约定而不考虑接口的具体实现

接口存在的意义：Java中一个类只能有一个父类，所以用接口可以实现多继承的逻辑。

从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类中只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。

接口的使用：

接口的使用：类使用implements关键字实现接口。在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。

[访问修饰符] class 类名 implements 接口名1，接口名2……{ 
    
}

结合继承：

[访问修饰符] class 类名 extends 父类名 implements 接口名1，接口名2……{ 
}

多态

上一篇博客提到多态就是同一种事物，在不同时刻表现不同的状态

多态存在的三个必要条件：

要有继承（或者接口的实现）(前提条件)
要有重写(前提条件)
父类引用指向子类对象

多态环境下对成员方法的调用

class  Animal{
    void show() {
        System.out.println("Anmial");
    }
}

class Cat  extends Animal{
    void show() {
        System.out.println("cat");
    }
}

Animal x = new Cat();

 x.show(); //调用的是子类中的方法

有图有真相：

在这里插入图片描述

就是编译看左边，运行看右边。

多态环境下对静态成员方法的调用

class  Animal{
    static  void show() {
        System.out.println("Animal");
    }
}

class Cat extends Animal {

    static  void show() {
        System.out.println("Cat");
    }
}

Animal x = new Cat(); 
x.show(); //调用的是动物类中的静态成员方法。

在这里插入图片描述

就是说：编译和运行都看左边

多态环境下对成员变量的调用

class Animal{
      int num = 3;
}

class Cat  extends Animal {
      int  num = 4;
}

Animal x = new Cat() ;
System.out.println(x.num); //调用的是动物类中的成员变量。

在这里插入图片描述

就是说：编译和运行都看左边。

注意：变量不存在被子类覆写这一说法，只有方法存在覆写。

方法参数具有多态性

class  Animal{
    void eat() {}
}

class  Cat extends Animal{
     void eat() {}
}

class Dog extends Animal{
     void eat(){}
}

//方法的形式参数类型是父类类型，而传递的实际参数可以是任意子类的对象
void method(Animal  animal){  
     animal .eat();                
}

方法参数多态性的好处：提高代码的扩展性

向上转型

class Animal{
   void eat() {
        System.out.println("吃");
    }
}

class Cat extends Animal{
     void look() {
          System.out.println("看老鼠");
     }
}      

Animal x=new Cat();  //向上造型，Cat对象提升到Animal对象
x.eat();   //只能使用父类中的方法
x.look();  //报错！不能使用子类中的方法

在这里插入图片描述

向下转型

class Animal{
     void eat(){
          System.out.println("吃");
     }
}
class Cat extendsAnimal{
     void look() {
         System.out.println("看老鼠");
     }
}      

Animal x=new Cat();
Cat  m=(Cat)x;  //向下转型
m.eat() ;
m.look();//子父类中的方法都可以使用