Java之包，抽象类，接口

目录

包

导入包

静态导入

将类放入包

常见的系统包

抽象类

语法规则

注意事项：

抽象类的作用

接口

实现多个接口

接口间的继承

接口使用实例

 （法一）实现Comparable接口的compareTo()方法

（法二）实现Comparator比较器的compare()方法

Clonable接口和深拷贝

抽象类和接口的区别

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包

包 (package) 是组织类的一种方式， 使用包的主要目的是保证类的唯一性.

例如 , 你在代码中写了一个 Test 类 . 然后你的同事也可能写一个 Test 类 . 如果出现两个同名的类 , 就会冲突 , 导致代码不能编译通过.

导入包

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用 . 例如

public class Test {public static void main(String[] args) {java.util.Date date = new java.util.Date();// 得到一个毫秒级别的时间戳System.out.println(date.getTime());}
}

可以使用 java.util.Date 这种方式引入 java.util 这个包中的 Date 类 .

但是这种写法比较麻烦一些 , 可以使用 import 语句导入包 .

如果需要使用 java.util 中的其他类 , 可以使用 import java.util.*

但是我们更建议显式的指定要导入的类名 . 否则还是容易出现冲突的情况

注意事项 : import 和 C++ 的 #include 差别很大 . C++ 必须 #include 来引入其他文件内容 , 但是 Java 不需要 .

import 只是为了写代码的时候更方便 . import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

静态导入

使用 import static 可以导入包中的静态的方法和字段。

import static java.lang.System.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {out.println("hello");}
}

 使用这种方式可以更方便的写一些代码, 例如

import static java.lang.Math.*;
public class Test {public static void main(String[] args) {double x = 30;double y = 40;// 静态导入的方式写起来更方便一些. // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));System.out.println(result);}
}

将类放入包

基础规则

在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中 .

包名需要尽量指定成唯一的名字 , 通常会用公司的域名的颠倒形式 ( 例如 com.bit.demo1 ).

包名要和代码路径相匹配 . 例如创建 com.bit.demo1 的包 , 那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码.

如果一个类没有 package 语句 , 则该类被放到一个默认包中 .

常见的系统包

1. java.lang: 系统常用基础类 (String 、 Object), 此包从 JDK1.1 后自动导入。

2. java.lang.reflect:java 反射编程包 ;

3. java.net: 进行网络编程开发包。

4. java.sql: 进行数据库开发的支持包。

5. java.util: 是 java 提供的工具程序包， ( 集合类等 )。 

6. java.io:I/O 编程开发包。

抽象类

语法规则

像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个 抽象方法 (abstract method) , 包含抽象方法的类我们称为 抽象类(abstract class)。

abstract class Shape {

        abstract public void draw();

}

在 draw 方法前加上 abstract 关键字 , 表示这是一个抽象方法 . 同时抽象方法没有方法体 ( 没有 { }, 不能执行具体代码).

对于包含抽象方法的类 , 必须加上 abstract 关键字表示这是一个抽象类 .

总结 

1.抽象类是被abstract修饰的
2.被abstract修饰的方法称为抽象方法，该方法可以没有具体的实现。

3.当一个类中含有抽象方法的时候，该类必须使用abstract修饰

4.抽象类当中可以有和普通类一样的成员变量和一样的成员方法

5.抽象类是不可以被实例化的。
6.抽象类既然不能实例化对象那么要抽象类干什么???就是为了被继承。
7.当一个普通的类继承了这个抽象类之后，这个普通类一定要重写这个抽象类当中所有的抽象方法。

8.final和abstract是不同同时存在的，抽象方法不能被private和static修饰!
9.当一个抽象类A不想被一个普通类B继承，此时可以把B这个类变成抽象类，那么再当一个普通类C继承这个抽象类B之后，C要重写B和A里面所有的抽象方法。 

注意事项：

1) 抽象类不能直接实例化

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) 抽象类中可以包含其他的非抽象方法 , 也可以包含字段 . 这个非抽象方法和普通方法的规则都是一样的 , 可以被重写 , 也可以被子类直接调用

abstract class Shape { abstract public void draw(); void func() { System.out.println("func"); } 
} 
class Rect extends Shape { ... 
} 
public class Test { public static void main(String[] args) { Shape shape = new Rect(); shape.func(); } 
} // 执行结果
func

4)抽象类不一定有抽象方法，但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。

抽象类的作用

抽象类存在的最大意义就是为了被继承 .

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 .

接口

接口是抽象类的更进一步 . 抽象类中还可以包含非抽象方法 , 和字段 . 而接口中包含的方法都是抽象方法 , 字段只能包含静态常量。

语法规则

interface IShape { void draw(); 
} 
class Cycle implements IShape { @Override public void draw() { System.out.println("○"); } 
} 
public class Test { public static void main(String[] args) { IShape shape = new Rect(); shape.draw(); } 
}

1.使用 interface 定义一个接口

2.接口中的方法一定是抽象方法 , 因此可以省略 abstract

3.接口中的方法一定是 public, 因此可以省略 public

4.Cycle 使用 implements 继承接口 . 此时表达的含义不再是 " 扩展 ", 而是 " 实现 "

5.在调用的时候同样可以创建一个接口的引用 , 对应到一个子类的实例 .

6.接口不能单独被实例化

接口中只能包含抽象方法. 对于字段来说, 接口中只能包含静态常量(final static).

interface IShape { void draw(); public static final int num = 10; 
}

 其中的 public, static, final 的关键字都可以省略. 省略后的 num 仍然表示 public 的静态常量。

总结

1.使用interface来定义一个接口
⒉.接口当中的成员变量默认是public static final的，一般情况下我们不写

3.接口当中的成员方法默认是public abstact ，一般情况下我们不写

4.接口当中不可以有普通的方法。
5.Java8开始允许在接口当中定义一个default方法，可以有具体的实现的

6.接口当中的方法如果是static修饰的方法那么是可以有具体的实现的

7.接口不能通过new关键字进行实例化。
8.类和接口之间可以通过关键字implements来实现接口。

9.接口也可以发生向上转型和动态绑定的。
10.当一个类实现接口当中的方法之后，当前类当中的方法不能不加public

11.接口当中不能有构造方法和代码块。
12.一个接口也会产生独立的字节码文件。

实现多个接口

有的时候我们需要让一个类同时继承自多个父类. 这件事情在有些编程语言通过 多继承 的方式来实现的。然而 Java 中只支持单继承, 一个类只能 extends 一个父类. 但是可以同时实现多个接口, 也能达到多继承类似的效果.
现在我们通过类来表示一组动物. 

class Animal { protected String name; public Animal(String name) { this.name = name; } 
}

另外我们再提供一组接口 , 分别表示 " 会飞的 ", " 会跑的 ", " 会游泳的”。

interface IFlying { void fly(); 
} interface IRunning { void run(); 
} interface ISwimming { void swim(); 
}

接下来我们创建几个具体的动物

猫 , 是会跑的 .

class Cat extends Animal implements IRunning { public Cat(String name) { super(name); } @Override public void run() { System.out.println(this.name + "正在用四条腿跑"); } 
}

鱼 , 是会游的。

class Fish extends Animal implements ISwimming { public Fish(String name) { super(name); } @Override public void swim() { System.out.println(this.name + "正在用尾巴游泳"); } 
}

青蛙 , 既能跑 , 又能游 ( 两栖动物 )。

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

还有一种神奇的动物 , 水陆空三栖 , 叫做 " 鸭子 "。

class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {public Duck(String name) {super(name);}@Overridepublic void fly() {System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");}@Overridepublic void run() {System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(this.name + "正在漂在水上");}
}

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.
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 .
猫是一种动物, 具有会跑的特性.
青蛙也是一种动物, 既能跑, 也能游泳
鸭子也是一种动物, 既能跑, 也能游, 还能飞

接口间的继承

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 .

接口使用实例

给对象数组排序

class Student{private String name;private int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}@Overridepublic String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}
}public class test {public static void main(String[] args) {Student[] students = new Student[] {new Student("张三", 95),new Student("李四", 96),new Student("王五", 97),new Student("赵六", 92),};Arrays.sort(students);System.out.println(Arrays.toString(students));}
}

运行会发现，抛异常了，原因是我们是对学生对象进行排序的，而非像整数这样显而易见能比大小的，因此我们需要实现Comparable接口，并实现其compareTo()方法。

 （法一）实现Comparable接口的compareTo()方法

class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}@Overridepublic String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}//    @Override
//    public int compareTo(Object o) {
//        Student s=(Student)o;
//        return this.score-s.score;
//    }@Overridepublic int compareTo(Student o) {return this.score-o.score;}
}public class test {public static void main(String[] args) {Student[] students = new Student[] {new Student("张三", 95),new Student("李四", 96),new Student("王五", 97),new Student("赵六", 92),};Arrays.sort(students);System.out.println(Arrays.toString(students));}
}

 运行结果

（法二）实现Comparator比较器的compare()方法

class Student{public String name;public int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}@Overridepublic String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}
}class AgeComparator implements Comparator<Student>{@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return o1.score-o2.score;}
}class NameComparator implements Comparator<Student>{@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return o1.name.compareTo(o2.name);}
}public class test {public static void main(String[] args) {Student student1 = new Student("zhangsan",10);Student student2 = new Student("lisi",15);AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();System.out.println(ageComparator.compare(student1, student2));NameComparator nameComparator = new NameComparator();System.out.println(nameComparator.compare(student1,student2));}
}

运行结果

Clonable接口和深拷贝

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.

class Money{public double money = 19.9;
}class Person implements Cloneable{public int age;public Money m;public Person(int age) {this.age = age;this.m = new Money();}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +" age=" + age +'}';}
}public class Test2 {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Person person1 = new Person(10);Person person2 = (Person)person1.clone();System.out.println(person1.m.money);System.out.println(person2.m.money);System.out.println("==========================");person2.m.money = 99.99;System.out.println(person1.m.money);System.out.println(person2.m.money);}
}

运行结果

与我们预期的19.9    99.99不符，显然是因为这里是浅拷贝，因此我们需要对m实现深拷贝。

原因如下图：

实现深拷贝后

class Money implements Cloneable{public double money = 19.9;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
class Person implements Cloneable{public int age;public Money m;public Person(int age) {this.age = age;this.m = new Money();}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Person tmp = (Person) super.clone();tmp.m = (Money) this.m.clone();return tmp;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +" age=" + age +'}';}
}
public class Test2 {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Person person1 = new Person(10);Person person2 = (Person)person1.clone();System.out.println(person1.m.money);System.out.println(person2.m.money);System.out.println("==========================");person2.m.money = 99.99;System.out.println(person1.m.money);System.out.println(person2.m.money);}
}

运行结果：

实现方法如下图：

抽象类和接口的区别

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.