面向对象4_【抽象类】【接口】【多态】
2013-11-28 16:11
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抽象类abstract
l 抽象定义:
• 抽象就是从多个事物中将共性的,本质的内容抽取出来。• 例如:狼和狗共性都是犬科,犬科就是抽象出来的概念。
l 抽象类:
• Java中可以定义没有方法体的方法,该方法的具体实现由子类完成,该方法称为抽象方法,包含抽象方法的类就是抽象类。
l 抽象方法的由来:
• 多个对象都具备相同的功能,但是功能具体内容有所不同,那么在抽取过程中,只抽取了功能定义,并未抽取功能主体,那么只有功能声明,没有功能主体的方法称为抽象方法。
• 例如:狼和狗都有吼叫的方法,可是吼叫内容是不一样的。所以抽象出来的犬科虽然有吼叫功能,但是并不明确吼叫的细节。
抽象的特点:
1, 方法只有声明没有实现时,该方法就是抽象方法,需要被abstract修饰。• 抽象方法必须定义在抽象类中。该类必须也被abstract修饰。
• 格式:修饰符 abstract 返回值类型 函数名(参数列表) ;
2, 抽象类不可以被实例化,也就是不可以用new创建对象。原因如下:
• 抽象类是具体事物抽取出来的,本身是不具体的,没有对应的实例。例如:犬科是一个抽象的概念,真正存在的是狼和狗。
• 而且抽象类即使创建了对象,调用抽象方法也没有意义。
3, 抽象类必须有其子类覆盖了所有的抽象方法后,该子类才可以实例化。
否则,这个子类还是抽象类。
1,抽象类中有构造函数吗?
有,用于给子类对象进行初始化。//类的定义一般都有构造函数
2,抽象类可以不定义抽象方法吗?
可以的。 但是很少见,目的就是不让该类创建对象。AWT的适配器对象就是这种类。
通常这个类中的方法有方法体,但是却没有内容。
abstract class Demo { void show1() {} //有大括号就有方法体 void show2() {} }
3,抽象关键字不可以和那些关键字共存?
private 不行 //抽象方法必须被覆盖
static 不行 //不需要对象调用,类名调用抽象方法没意义
final 不行 //不能被覆盖
4,抽象类和一般类的异同点。
相同点:
抽象类和一般类都是用来描述事物的,都在内部定了成员。
不同:
1,一般类有足够的信息描述事物。抽象类描述事物的信息有可能不足。
2,一般类中不能定义抽象方法,只能定非抽象方法。
抽象类中可定义抽象方法,同时也可以定义非抽象方法。
3,一般类可以被实例化。抽象类不可以被实例化。
5,抽象类一定是个父类吗?
是的。因为需要子类覆盖其方法后才可以对子类实例化。
雇员示例:
需求:公司中程序员有姓名,工号,薪水,工作内容。项目经理除了有姓名,工号,薪水,还有奖金,工作内容。
对给出需求进行数据建模。
分析:
在这个问题领域中,先找出涉及的对象。
通过名词提炼法。
程序员:
属性:姓名,工号,薪水、
行为:工作。
经理:
属性:姓名,工号,薪水,奖金。
行为:工作。
程序员和经理不存在着直接继承关系,但是程序员和经理却具有共性内容。
可以进行抽取。因为他们都是公司的雇员
可以将程序员和经理进行抽取.建立体系.
/描述雇员。 abstract class Employee { private String name; private String id; private double pay; Employee(String name,String id,double pay) { this.name = name; this.id = id; this.pay = pay; } public abstract void work(); } //描述程序员。 class Programmer extends Employee { Programmer(String name,String id,double pay) { super(name,id,pay);//super调用父类中构造方法 } public void work() { System.out.println("code..."); } } //描述经理。 class Manager extends Employee { private int bonus; Manager(String name,String id,double pay,int bonus) { super(name,id,pay); this.bonus = bonus; } public void work() { System.out.println("manage"); } } class AbstractTest { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!"); } } class Person { private String name; private int age; Person(String name,int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } class Student extends Person { Student(String name,int age) { super(name,age); } } class Worker extends Person { Worker(String name,int age) { super(name,age); } }
抽象类的应用:模板方法设计模式
/* 是一种设计思想,将不确定的东西暴露出去,不一定是抽象方法获取一段程序运行的时间
原理:获取程序开始和结束时间相减即可
获取时间:System.currentTimeMillis();
模板方法设计模式
在定义功能时,功能的一部分是确定的,单有一部分是不确定的(抽象)
确定的部分在使用不确定的部分,将不确定的部分暴露出去,又该类的子类去完成
*/
abstract class GetTime { public final void getTime()//确定的功能,使用final避免被覆盖 { long start= System.currentTimeMillis(); runcode(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("毫秒:"+(end-start)); } public abstract void runcode(); //抽象方法被子类实现,或者一般方法被子类覆盖 } class SubTime extends GetTime { public void runcode() { for (int x=0; x<1000 ;x++ ) { int sum=0; sum+=x; System.out.print(sum); } } } class TemplateDemo { public static void main(String[] args) { SubTime gt=new SubTime(); gt.getTime(); } }
接口interface
当一个抽象类中的方法都是抽象的时候,这时可以将该抽象类用另一种形式定义和表示,就是 接口 interface。定义接口使用的关键字不是class,是interface.对于接口当中常见的成员:而且这些成员都有固定的修饰符。
1,全局常量: public static final
2,抽象方法。public abstract
由此得出结论,接口中的成员都是公共的权限.
l 接口是对外暴露的规则。
l 接口是程序的功能扩展。
l 接口的出现降低耦合性。
l 接口可以用来多实现。
多继承之所以不被支持,是因为它的方法有方法体,导致调用的不确定性
而接口的方法没有方法体,所以支持多实现,且接口与接口之间可以多继承
interface Demo { public static final int NUM = 4; public abstract void show1(); public abstract void show2(); } //类与类之间是继承关系,类与接口直接是实现关系。 /* 接口不可以实例化。 只能由实现了接口的子类并覆盖了接口中所有的抽象方法后,该子类才可以实例化。 否则,这个子类就是一个抽象类。 */ class DemoImpl implements /*实现*/Demo { public void show1() {} public void show2() { } } /* 在java中不直接支持多继承,因为会出现调用的不确定性。 所以java将多继承机制进行改良,在java中变成了多实现。 一个类可以实现多个接口。 */ interface A { public void show(); } interface Z { public int add(int a,int b); } class Test implements A,Z//多实现 { public int add(int a,int b) { return a+b+3; } /**/ public void show(){} } /* 一个类在继承另一个类的同时,还可以实现多个接口。 */ class Q { public void method() {} } abstract class Test2 extends Q implements A,Z { } /* 接口的出现避免了单继承的局限性。 */ interface CC { void show(); } interface MM { void method(); } interface QQ extends CC,MM//接口与接口之间是继承关系,而且接口可以多继承。 { void function(); } class WW implements QQ { //覆盖3个方法。 public void show(){} public void method(){} public void function(){} }
接口和抽象类的区别
共 性: | 都是不断抽取出来的抽象的概念 |
区别 1: | 抽象类体现继承关系,一个类只能单继承 接口体现实现关系,一个类可以多实现 |
区别 2: | 抽象类是继承,是 "is a "关系 定义体系的基本共性内容 接口是实现,是 "like a"关系 定义体系的额外功能 |
区别 3: | 抽象类中可以定义非抽象方法,供子类直接使用 接口的方法都是抽象,实现后才能使用。接口中的成员都有固定修饰符 |
接口的应用
/* 笔记本电脑使用。 为了扩展笔记本的功能,但日后出现什么功能设备不知道。 定义一个规则,只要日后出现的设备都符合这个规则就可以了。 规则在java中就是接口。 */ interface USB// 暴露的规则。 { public void open(); public void close(); } class BookPC { public static void main(String[] args) { useUSB(new UPan());//功能扩展了。 useUSB(new UsbMouse()); } //使用规则。 public static void useUSB(USB u)//接口类型的引用,用于接收(指向)接口的子类对象。 //USB u= new UPan(); // { if(u!=null) { u.open(); u.close(); } } } //一年后。------------------------------ //实现规则。 //这些设备和电脑的耦合性降低了。 class UPan implements USB { public void open() { System.out.println("upan open"); } public void close() { System.out.println("upan close"); } } class UsbMouse implements USB { public void open() { System.out.println("UsbMouse open"); } public void close() { System.out.println("UsbMouse close"); } }
多态
定义:某一类事物的多种存在形态。l 例:动物中猫,狗。
l 猫这个对象对应的类型是猫类型
• 猫 x = new 猫();
l 同时猫也是动物中的一种,也可以把猫称为动物。
• 动物 y = new 猫();
• 动物是猫和狗具体事物中抽取出来的父类型。
• 父类型引用指向了子类对象。
l 程序中体现:
父类或者接口的引用指向或者接收自己的子类对象。
l 好处和作用:
多态的存在提高了程序的扩展性和后期可维护性
弊端:只能使用父类的引用访问父类中的成员。
l 前提:
• 需要存在继承或者实现关系
• 要有覆盖操作
l 成员函数:
• 编译时:要查看引用变量所属的类中是否有所调用的成员。
• 在运行时:要查看对象所属的类中是否有所调用的成员。
l 成员变量:
• 只看引用变量所属的类。
abstract class Animal { abstract void eat(); } class Cat extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃鱼"); } public void catchMouse() { System.out.println("抓老鼠"); } } class Dog extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃骨头"); } public void kanJia() { System.out.println("看家"); } } class DuoTaiDemo { public static void main(String[] args) { /* Cat c1 = new Cat(); function(c1); */ //Animal a = new Cat();///自动类型提升,猫对象提升了动物类型。但是特有功能无法访问。 //a.eat(); //作用就是限制对特有功能的访问。 //专业讲:向上转型。将子类型隐藏。就不用使用子类的特有方法。 //向上转型,限制使用,提高拓展性 // Cat c = (Cat)a; //如果还想用具体动物猫的特有功能。 可以将该对象进行向下转型。 // c.eat(); // c.catchMouse();//向下转型的目的是为了使用子类中的特有方法。 //注意:对于转型,自始自终都是子类对象在做着类型的变化。 // Animal a1 = new Dog(); // Cat c1 = (Cat)a1;//类型转换异常ClassCastException function(new Cat()); } public static void function(Animal a)//相当于Animal a = new Cat(); { a.eat(); //a.catchMouse(); } }
转型instanceof 关键字
毕姥爷 x =new 毕老师();//多态中子类继承父类的方法会创建出父类类型的子类对象(属性同父类)x.讲课(); //共有方法
x.钓鱼(); //访问父类特有方法,子类特有方法被隐藏(不能看电影)
毕老师 y=(毕老师)x;//子类向下转型,成为子类类型的子类对象
y.讲课(); //使用子类方法,覆盖父类讲课内容
y.看电影(); //访问子类特有方法
y.钓鱼(); //正常的子类继承父类的方法
//向下转型要注意ClassCastException 类型转换异常
如果有多个子类,成为父类类型接受的对象类型不唯一,如果向下转型时转换了其他类型的子类,运行时会抛出类型转换异常
解决方法:使用 instanceof 判断对象的具体类型,instanceof是一个运算符,只能用于引用数据类型的判断,通常再向下转型用于强代码健壮性的判断
if (a instanceof cat) { Cat c=(Cat)a; c.catchMouth(); } else if (a insyanceof Dog) { Dog d= (Dog)a; d.lookHome(); }
多态时成员的特点:
明确一点:子类对象 向上转型时会成为一个父类类型的子类对象,属性同父类,子类特有方法被隐藏向下转型时会成为一个子类类型的子类对象,属性同子类,继承父类
1,成员变量。
编译时:参考引用型变量所属的类中的是否有调用的成员变量,有,编译通过,没有,编译失败。
运行时:参考引用型变量所属的类中的是否有调用的成员变量,并运行该所属类中的成员变量。
简单说:编译和运行都参考等号的左边。
作为了解。
2,成员函数(非静态)。
编译时:参考引用型变量所属的类中的是否有调用的函数。有,编译通过,没有,编译失败。
运行时:参考的是对象所属的类中是否有调用的函数。
简单说:编译看左边,运行看右边。
因为成员函数存在覆盖特性。
3,静态函数。
编译时:参考引用型变量所属的类中的是否有调用的静态方法。
运行时:参考引用型变量所属的类中的是否有调用的静态方法。
简单说,编译和运行都看左边。
其实对于静态方法,是不需要对象的。直接用类名调用即可。
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