【Java的抽象类和接口】

1. 抽象类

1.1 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。

以上代码中，这个方法是否可以不用实现？ 这个写了跟没写是一样的

所以我们就可以不去实现他，类似c语言中的函数声明

但是呢，这里显示报错了

1，一个方法可以被修饰为abstract，此时代表这个方法可以不进行实现，被称为抽象方法！

2，如果一个类当中包含抽象方法，此时这个类必须时抽象类。若没有抽象方法，这个类也可以被写为抽象类。

问题：什么情况下一个类可以被定义为一个抽象类？

答：当不能具体描述一个对象的时候

3，抽象类中定义成员和普通类没有区别

4，抽象类不能具体的描述一个对象，在main方法中就不能被实例化

        

问题：抽象类不可以被实例化，那么存在的意义是什么？

答：为了被继承

5，当一个普通类继承这个抽象类之后，必须重写抽象类当中的抽象方法！

6，抽象类也可以发生向上转型，动态绑定，多态！

1.2 抽象类语法

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。

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

1.3 抽象类特性

1. 抽象类不能直接实例化对象（上面以讲过）

2，抽象方法也需要满足重写的特点。被static，private，final修饰都不能发生重写的

所以abstract和final是对立的，不可能同时存在

3. 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

当一个普通类A继承了一个抽象类，不想重写这个抽象方法，此时，可以把这个普通类A改为抽象类。

但是，如果A这个抽象类再次被普通类B继承，此时B这个类，需要重新所以未被重写的抽象方法！

4. 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

5. 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

1.4 抽象类的作用

抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法.

使用抽象类相当于多了一重编译器的校验.

使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题

2. 接口

2.1 接口的概念

在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：笔记本上的USB口，电源插座等。

电脑的USB口上，可以插：U盘、鼠标、键盘...所有符合USB协议的设备

电源插座插孔上，可以插：电脑、电视机、电饭煲...所有符合规范的设备

通过上述例子可以看出：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。

2.2 语法规则

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。

创建接口：

定义接口：interface + 接口名     会生成一个字节码文件

1，接口的定义可以使用interface定义

2，接口当中可以有方法和属性

但是这里报错了。接口当中的成员变量，默认为public static final修饰的，定义的时候必须初始化

以后定义的时候，可以省略掉public static final

3，接口当中方法默认是public abstract修饰的，你不写的时候也是抽象方法，不能有具体的实现。

4，接口当中使用default修饰的方法和static修饰的方法时可以有具体实现的 {}。

 

5，接口不可以被实例化

6，接口需要被实现，此时使用关键词implements来实现。

7，当一个类实现了一个接口，那么此时这个类就要重写这个方法。

8，接口也可以发生向上转型，也可以发生动态绑定，也可以发生多态！

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.

2.3 接口使用

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。

1.USB接口

2，鼠标类，实现USB接口

3，键盘类，实现USB接口

4，电脑类：使用USB设备及测试类

5，输出

2.4 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

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)

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

4. 重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限

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

6. 接口中不能有静态代码块和构造方法

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。

因为test3是一个默认方法，所以可以使用testDemo调用！

test2是一个静态方法，使用接口名去调用

static，private，final修饰的方法不能被重写

2.5 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。

这个类同时具备了IA接口的行为和IB接口的行为

Java的接口解决了Java不能多继承的问题！

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。

继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是具有 xxx 特性

例如：鱼能游泳，狗能跑，鸭子能跑能游泳还能飞

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口

这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序猿忘记类型. 有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型, 而只关注某个类是否具备某种能力

2.6 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。

IC这个接口，不仅具备了自己的testC这个功能，还扩展了IA和IB的功能

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.

2.7 接口使用实例

例如：比较两个对象谁大谁小

对于引用数据类型来说，只能通过特定的方式来比较。此时就需要使用一个接口，这个接口当中的方法可以帮助我们完成任务！

我们就有一个Comparable接口来实现

此时，可以看到源码里面有一个compareTo方法

这个方法并没有实现，所以就要重写这个方法！

需要我们自定义：         ------>                              优化：

此时就可以实现两个对象的比较

对于compareTo来说不管根据什么比较，一定是指定了一种比较方式

字符串的比较也可根据compareTo来比较

再写一个例子：给对象数组排序

现在就是一个普通的代码

我们发现在运行是报错了。

在这里他并不知道要对谁进行排序，是name还是age？重大到小还是从小到大也没说

这里说类型转换异常，这是为什么呢？

在第320行，进入320行的源码

发现，将a数组元素下标runHi的值取出来强转为Comparable，所以这个类起码要实现这个接口，才能使他强转，问题就是现在并没有实现这个接口，

从大到小排序：

也可以自己实现一个方法：用冒泡排序

但是呢以上的代码都不太灵活，都已经写死了，写了name就只能比较name，写了age就只能比较age。  

所以，我们可以让他灵活一点，我想根据年龄比较就年龄比较，想根据姓名比较就姓名比较

我们把Comparator称为比较器，在这呢是一个年龄比较器

这类的实现并没有写在学生类上，他很灵活，可以再写一个name比较器

还可以加上之前默认的

通过数组传Comparator

所以在这是可以传一个比较器的

2.8 Cloneable 接口

Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.

Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 "拷贝". 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常.

前提：任何一个对象默认都是继承于Object类的，他是所有类的父类，双击shift可搜索Object

例如：

进入Object类

可以发现，Object有clone这个方法，为什么在 . 的时候找不到这个方法？ 

这里Object是由protected修饰的，只能是不同包子类才能访问，而且还需要super访问，Student在Demo3这个路径底下，Object在Java.lang这个路径底下

所以就要重写这里的clone，说是重写，其实自己的clone方法里面调用了一个super        

现在就可以调用了

但是呢为什么还是会报错？

因为是把父类给到子类，向下转型，需要强转为Student    那为啥还报错？

这是异常的原因，后续会讲到

现在就可以运行了   又为什么运行时报错了？

要想克隆成功，必须实现一个Cloneable接口

但是呢，我们实现这个接口为什么没有重写方法，可进入这个接口源码

发现，这个接口并没有一个抽象方法，此时这个接口叫做空接口或者叫做标记接口。只要实现了这个克隆接口，才证明当前类才能被克隆！！！

浅拷贝和深拷贝：

浅拷贝：

在上面代码中增加一代点代码

这里只是克隆了student1所指向的对象（Student），并没有克隆m的值，实际上student2还是指向的是student1  m的值

所以这里的输出结果，改变了student2的值，student1的值也跟着改变了，这就叫浅拷贝！

深拷贝：

按照以上代码，我们就需要把m的值跟着克隆一份，就不会修改student1的值了

通过上述代码发现，是通过super.clone来克隆student1对象，定义一个tmp来接受

但是tmp里面的m并没有克隆，所以我们需要把m也跟着克隆，那怎么样才能去克隆m所指向的这个Money呢？  所以Money这个类也要支持克隆

目前这个m还是student1的m，通过this去调用代表当前对象的m

2.9 抽象类和接口的区别

抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式. 都需要重点掌握. 同时又要认清两者的区别(重要!!! 常见面试题)

核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法

如之前写的 Animal 例子. 此处的 Animal 中包含一个 name 这样的属性, 这个属性在任何子类中都是存在的. 因此此 处的 Animal 只能作为一个抽象类, 而不应该成为一个接口

3. Object类

Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。

例如：

所以在开发之中，Object类是参数的最高统一类型。但是Object类也存在有定义好的一些方法。如下：双击shift，搜索Object

3.1 对象比较equals方法

此时，当前类并没有equals这个方法，那为什么能调用，因为继承Object的

那为什么是false（equals判断是否一样），这里他们比较了两个对象的地址，所以返回false

进入equals的源码

可以发现这两种写法是一样的

发现他提供equals没有实现，我们自己实现一个方法

所以，equals的功能是比较相不相同，在某些情况下，我们需要重写这个方法！

比如String就重写了！  Object原生的是比较地址的！！！

结论：比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

3.2 hashcode方法

toString方法的源码：

我们看到了hashCode()这个方法，他帮我算了一个具体的对象位置，这里面涉及数据结构，但是我们还没学数据结构，没法讲述，所以我们只能说它是个内存地址。

然后调用Integer.toHexString()方法，将这个地址以16进制输出。

我们来到hashcode的源码：

这个方法是由native修饰的，说明底层代码是由c/c++写的，会返回一个整数

观察下面代码：从代码上看确实是两个不同的对象，但是从业务逻辑上来说，认为是同一个人

所以，我们期望这两个对象放到同一位置，意味着返回的整数值应该是一样的！！！

但是这里的值并不是一样的！

所以，我们就要重写hashcode值

生成hashcode值就是是根据age，name生成，equals就是根据name，age同时一样来判断

总结：只要是自定义类型，一定要重写hashcode方法和equals方法！！！