JavaSE | 初始Java(十一) | 抽象类和抽象接口

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

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

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: abstract和static

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;@Overridepublic 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

接口

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。

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
}

提示:

• 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

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。

// USB接口
public interface USB {void openDevice();void closeDevice();
}
// 鼠标类，实现USB接口
public class Mouse implements USB {@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开鼠标");}@Overridepublic 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 {@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开键盘");}@Overridepublic 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();}
}
// 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();}
}

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privateprivate 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 {@Overridevoid 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 变量

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。

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 。

class Animal {protected String name;public Animal(String name) {this.name = name;}
}interface IFlying {void fly();
}interface IRunning {void run();
}interface ISwimming {void swim();
}

class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming {public Frog(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {System.out.println(this.name + "正在往前跳");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(this.name + "正在蹬腿游泳");}
}

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 。

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 .

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.