硅基计划2.0 学习总结 陆 抽象类与接口

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一、抽象类

1. 定义

• 请你假设这样一个场景，我们定义一个人的类，这个类中我们定义一个成员方法void sleep()，然后我们派生出两个子类Student()类和Teacher()类，然后再在子类中写出各自的sleep()方法，也能实现多态
• 但是，今天我们要讲的是抽象类和抽象方法，因此在语法上，抽象类指的是被abstract关键字修饰的类，进而抽象方法就指的是被abstract关键字修饰的方法
• 在抽象类和抽象方法中，没有具体的实现，在人的类中，我们描述这个人的类很虚幻，很宽泛，因而我们的abstract void sleep();方法中并无具体的内容，就单纯是个方法的展示，说明人具有睡觉的习性，而未定义具体怎么睡的
• 那你可能就会问了，那我在此处不定义，难道在子类中再重新定义吗（即重写），是的，我们创建抽象方法的意义就是为了在子类中重写
• 那聪明的你也会问了，我都有继承了我为什么还要定义抽象类呢，其实这样主要是为了在子类继承父类的时候，检查你是否有重写父类中的方法，便于校验，以免造成遗漏，而且这样规范性也更高了，进一步提高了代码的稳定性

2. 示例代码

//抽象类Person
public abstract class Person {String name;public Person(String name) {this.name = name;}abstract void sleep();
}
//Student类
public class Student extends Person{String classes;String stage;public Student(String name, String classes,String stage) {super(name);this.classes = classes;this.stage = stage;}@Overridevoid sleep() {System.out.println(name+classes+"学生在睡觉");}
}
//Teacher类
public class Teacher extends Person{String department;String subject;public Teacher(String name,String department, String subject) {super(name);this.department = department;this.subject = subject;}@Overridevoid sleep() {System.out.println(name+department+"老师在睡觉");}
}
//Test测试类
public class Test {public static void func(Person person){person.sleep();}public static void main(String[] args) {Person per1 = new Student("张三","计科二班","大一");Person per2 = new Teacher("王五","教务处","计算机科学与技术");func(per1);func(per2);}
}

3. 特性

1. 可以和普通的类一样拥有成员变量和成员方法，不一定要有抽象方法，但是反之一个类中有抽象方法那么这个类必须为抽象类
   
2. 抽象类不可以被实例化，但是它可以被继承，而且它的主要目的就是继承
3. 当一个普通的类继承抽象类之后，这个普通类需要去重写抽象类中所有的抽象方法，不过若你不想自己手动写，直接Alt+回车查看，然后点击重写选项即可
   
4. 可以有构造方法，跟普通方法一样，通过子类去初始化抽象类（父类）中的成员变量，因此抽象类中成员变量和构造方法功能与普通的父类近乎没有差别，刚刚的示例代码中就有
5. 抽象类也可以发生动态绑定、向上转型、多态等，比如示例代码的Test测试类中的func方法
6. 因抽象类之间的可继承性，若抽象类B继承了抽象类A，那么在抽象类B中可以不用重写抽象类A中的抽象方法，但是当一个普通类C去继承抽象类B的时候，不光要重写抽象类B中的抽象方法，还要重写抽象类A中的抽象方法，因为普通类C间接继承了抽象类A
7. 抽象方法不能被private，final，static等关键字修饰，因为这样会导致不可被继承，进而就不能在子类中重写抽象方法了

Tips：如果你细心，你会发现抽象类的图标和普通类中的图标不一样

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二、接口初识

1. 定义

• 其实我也不好描述，你就把它理解为多个类的公共准则，即让类具有某些属性，一种引用的数据类型的规范，因此它可被多个类引用，就决定类其高度公有性与多个类之间共性

1. 跟抽象类一样，接口类指的是被interface关键字修饰的
2. 成员变量默认都是被public static final修饰，当你写入权限限定符时会显示是冗余的，并且在定义的时候还需要初始化，这一点跟类不一样
   
3. 成员方法默认都是被public abstract，即都是抽象方法，因此接口类方法中不能有方法的具体定义，但是，凡事都有特殊情况，如果被static关键字或defeault关键字修饰后就可以
   
4. 接口跟抽象类一样，它不可以实例化
   

2. 命名与语法

• 接口内部有一套新的语法体系，命名一般是大写字母I+形容词
• 内部方法与成员变量不能添加任何修饰符比如public、private等

3. 示例代码

• 我们这里就以我们之前写过的学生类的代码做个演示，整体思路就是借助implement关键字去实现类，并且去重写接口中所有抽象方法

//首先我们定义一个接口IPerosn
public interface IPerson {void Attendclass();//定义上课void Classisover();//定义下课
}
//其次我们再定义两个子类Teacher和Student
//重写接口中的抽象方法，使其上课和下课的方式各不同
public class Student implements IPerson{@Overridepublic void Attendclass() {System.out.println("学生在上课");}@Overridepublic void Classisover() {System.out.println("学生下课离开了");}void note(){//定义学生特有方法System.out.println("记笔记");}
}public class Teacher implements IPerson{@Overridepublic void Attendclass() {System.out.println("老师在上课");}@Overridepublic void Classisover() {System.out.println("老师下课离开了");}void blackboard(){//定义老师特有方法System.out.println("粉笔写字");}
}
//再定义一个教室类Classroom用于把两个子类集中起来，一边协作
public class Classroom {//这个大类把两个子类集中起来void openDoor(){System.out.println("打开教室门");}void closeDoor(){System.out.println("关机教室门");}void learn(IPerson person){//定义协作方法person.Attendclass();if(person instanceof Student){Student stu = (Student) person;stu.note();}else if(person instanceof Teacher){Teacher ter = (Teacher) person;ter.blackboard();}person.Classisover();}
}
//我们再定义一个测试类，分别实例化教室类Classroom、学生类Student和老师类Teacher
public class Test {public static void main(String[] args) {Classroom classroom = new Classroom();Student stu = new Student();Teacher ter = new Teacher();classroom.openDoor();classroom.learn(stu);//调用协作方法classroom.learn(ter);//调用协作方法classroom.closeDoor();}
}

我来解释下这些代码，以便让你更加明白

1. 首先我们在接口中定义两个需要在实现类中重写的两个抽象方法，仅仅声明，并无具体实现方法
2. 我们再定义两个类Student和Teacher，来实现接口，再重写接口中的抽象方法，做后我们分别定义了当前类中特有方法note()和blackboard()
3. 我们再定义一个教室类Classroom去整合两个类Student和Teacher，在教室类Classroom中先定义两个特有方法openDoor()和closeDoor()，再定义一个方法实现当前类Classroom和其他两个类Student和Teacher的协作方法learn，虽然接口不可实例化，但是它也可以引用传参，因此参数列表我们写IPerson person
4. 此时你想，如果我用向上转型，是不是只能调用被重写的方法，不能调用类中特有的方法（因为你形参是IPerson person，接口引用去引用类对象），那怎么办呢，还记得向下转型吗，是的，我们就用向下转型去访问，但是不是说向下转型有风险吗，你可以看到在转型前我们先是会检查这个类实例化的是谁，即这个接口类引用到底引用的是哪个类，是Student还是Teacher呢，检查完之后我们就可以用向下转型去访问类中特有的方法了
5. 最后我们再定义个测试类Test，去new了三个对象，再把Student类和Teacher类的对象传给Classroom类中的协作方法，这样我们就完成了接口的实现，是不是很神奇呢，别介，后面还有终极大招等着
   

4. 常见特性

1. 在重写接口方法时候，不可使用默认的权限，要满足重写权限>=原抽象方法，但是呢又因为接口中方法默认是public修饰的，因此你重写后只能用public修饰了，这也能理解，接口毕竟就是为了对外嘛
2. 之前也说过，在接口中也可以定义变量，一般被隐式指定为public static final
3. 接口中不可以有代码块类型，譬如静态代码块、构造代码块、普通代码块等
4. 接口中不可以有构造方法，毕竟你接口中的变量都要定义的时候就初始化，还要构造方法干嘛
5. 如果你的类没有重写接口中的所有抽象方法，那你当前的类就要设置为抽象类
6. 即使接口并不是class类，但是编译后还是能产生class文件
7. 在JDK8之后，可以在接口中定义被default修饰的方法了

5. 多接口实现

• 原理：接口间也满足继承的关系

• 痛点分析：继承有个什么痛点，就拿我们之前写过的Person类来举例，我们把Person定义为抽象类，我们写了个抽象方法睡觉，也写了成员变量name，好，我们让两个类Student和Teacher类继承了这个抽象类，重写了sleep()抽象方法，之后再在测试类中去调用即可
• 但是你想，我们可以把Teacher类和Student类中的特有方法写在抽象类中吗，不可以，学生上课记笔记老师上课一般会记笔记吗，不会，一般是教书，那你如果写进抽象类中，就会导致在Student类和Tracher类中去重写这两个方法，虽然语法上可以，但是逻辑上不可
• 诶，你是不是想到了把各个特有的方法定义成一个类，再让Teacher类和Student类去继承呗，很遗憾，Java不支持多继承，怎么办呢！！！

解决方法：创建多个接口去实现

• 我们把特有方法定义在接口中，再让Teacher类和Student类去实现
• 因此我们可以把记笔记这个特有方法“封装”在一个个的接口，如果想实现多个接口，那么各个接口之间用逗号隔开即可，此时我们实现特定接口，我们再重写接口中的方法即可
• 同时再在测试类中定义两个特有方法的接口public static void noting(INoteable noteable)和public static void blackborading(IBlackboardable blackboardable)，此时我们再把对应的对象传给特定的方法，此时你会惊奇的发现，我们无需关心对象到底是什么类型，我们只关心他能做什么，能干什么就好，只要他具备了这些特定方法的功能，我们都可以去调用，不论你是什么类型，比如不管你是学生还是老师，只要你会记笔记，你直接调用特定方法即可，这样就相当于给外界创建了个接口，只要你能连接上，甭管你是什么设备，都可以调用这个接口而无需知道其具体实现内容
• 以下是示例代码，我们新定义了两个具有特有抽象类方法的接口INoteable和IBlackboardable，在Test测试类中，我们定义了两个配合接口的特有方法noting，blackborading，我们直接传具有各个特有方法的能力的对象就好noting(stu);和
  blackborading(ter);

//其他代码都没变，这里只展示变了的代码
//Noteable接口
public interface INoteable {void note();
}
//IBlackboardable接口
public interface IBlackboardable {void blackboard();
}
//Test测试类中
public class Test {public static void noting(INoteable noteable){noteable.note();}public static void blackborading(IBlackboardable blackboardable){blackboardable.blackboard();}public static void main(String[] args) {//究极大招Student stu = new Student();Teacher ter = new Teacher();noting(stu);blackborading(ter);}
}

6. 接口的继承

之前我们就讲过接口是可以继承的，具体是怎么样的呢？说白了就是接口的扩展

1. 比如有一名优秀的学生，他既会讲课又会记笔记，那我们是不是可以再定义一个接口让其具有这两个接口的功能，因此我们用手extends关键字，在刚刚代码中我们要写两个接口的实现，此时我们只需要写一个接口的实现就好了，之后就是跟之前实现接口一样
2. 此时你会发现因为这个接口兼并了其他接口，因此在子类中实现的时候需要重写所有被继承接口的抽象方法，但是若这个兼并的接口里面还是有其他抽象方法，你还是要在接口实现的类中去重写这个兼并接口中的抽象方法
3. 代码展示

//定义了IExcellent接口，暂时不写IExcellen类中特有抽象方法
public interface IExcellent extends INoteable,IBlackboardable{
}
//定义了ExcleentStudent方法，可以发现重写了继承来的所有抽象方法
public class ExcleentStudent implements IExcellent {@Overridepublic void blackboard() {System.out.println("优秀学生在讲课");}@Overridepublic void note() {System.out.println("优秀学生在记笔记");}
}
//我们再在Test测试类中定义一个特殊方法来调用这个接口
public static void excleenting(IExcellent iexcellent){iexcellent.blackboard();iexcellent.note();}
//再在main方法中创建对象，再传对象，大功告成
public static void main(String[] args) {//究极大招ExcleentStudent stus = new ExcleentStudent();excleenting(stus);}

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三、Object类初识

• 我们之前说过，object类是所有类的父类，因此类中有些方法默认继承了Object中的方法

• 我们可以通过双击shift键输入Object来查看，点击左上角结构（快捷键Alt+7）查看我们Object类中所有方法
  

• 那既然它是所有类的父类，那么说明其是万能的类型，比如之前的代码Student student = new Student();我们就可以改写为Object student = new Student(......);，甚至是int a = 10;改写成object a = 10，既然都这样了为什么不写成object类型呢？

• 因为其太宽泛了，不好易于区分不同类型数据

1. equals方法

• 我们给个示例代码，拿我们刚刚演示的代码为例

public static void main(String[] args) {Person per1 = new Student("张三","计科二班","大一");Person per3 = new Student("张三","计科二班","大一");System.out.println(per1==per3);//结果为false
}

为什么结果是false，因为你不同对象即使内容一样，地址却是不一样的，比较的主要是地址，你想我用equals不就行了吗，System.out.println(per1.equals(per3));结果还是false，为什么，你转到源码去看看

你发现返回的就过是当前对象，这不还是跟System.out.println(per1==per3);没有半毛钱区别吗，所以我们需要对equals方法进行重写，我们以后也会经常碰到需要重写的方法

• 我们可以右键让编译器重写
  

• 也可我们自己重写，这边演示我们自己重写，代码有注释，应该可以看懂

@Overridepublic boolean equals(Object obj){if(obj == null){return false;//如果你传的是空对象直接返回}if(this == obj){//如果你传的另外个对象是你本身的话return true;}if(!(obj instanceof Person)){//实例化的不是同个类return false;}//此时的情况就是同一个类的情况了，只需要比较内容是否一致就好Person temp = (Person) obj;//为什么此时向下转型安全，因为之前已经检查过了if(temp.name.equals(this.name)){//假设名字一样就整体相等return true;}return false;}

当然也可以简化下代码

@Overridepublic boolean equals(Object obj){if(obj == null){return false;//如果你传的是空对象直接返回}if(this == obj){//如果你传的另外个对象是你本身的话return true;}if(!(obj instanceof Person)){//实例化的不是同个类return false;}//此时的情况就是同一个类的情况了，只需要比较内容是否一致就好Person temp = (Person) obj;//为什么此时向下转型安全，因为之前已经检查过了return temp.name.equals(this.name);//简化了这里}

2. hascode方法

用于在散列表中获取位置，底层是用C/C++写的，看不到具体实现方法，但是如果你直接用object类的会有问题，通过per1.hashcode()和per3.hashcode()不一样，因此我们需要对hashcode进行重写操作，我们直接右键生成，此时返回的是散列码进行比较了，发现其散列码就一样了

• 你是否会好奇为啥我通过对象直接使用.去访问equals和hashcode方法呢，还记不记得之前说object类是所有类的父类，因此我们默认继承了object类这些方法，难道我们不能访问吗，显然可以访问，毕竟每个类对位object的子类

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这里补充一点：我们传对象时候可以直接传new的对象或者是定义一个传对象的数组去传

func(new Dog());
func(new horse());
Person [] person = {new Student(),new Teacher()};

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文章难免会有错误，欢迎指正

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