《JAVA SE》面向对象编程（中篇）
前言
上一篇已经讲过包、继承和多态，链接如下：
下面会给各位老铁总结面向对象编程的最后两个知识点： 抽象类和接口。
一、（补充）在构造方法中调用重写的方法（坑）
一段有坑的代码. 我们创建两个类, B 是父类, D 是子类. D 中重写 func 方法. 并且在 B 的构造方法中调用 func。
class B {
public B() {
// do nothing
func();
}
public void func() {
System.out.println("B.func()");
}
}
class D extends B {
private int num = 1;
@Override
public void func() {
System.out.println("D.func() " + num);
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
D d = new D();
}
}程序执行结果如下：
✦ 构造 D 对象的同时, 会调用 B 的构造方法. ✦ B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func(). ✦ 此时 D 对象自身还没有构造, 此时 num 处在未初始化的状态, 值为 0.
结论: “用尽量简单的方式使对象进入可工作状态”, 尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写, 就会触发动态绑定, 但是此时子类对象还没构造完成), 可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题。
二、抽象类
2.1 语法规则
在上篇打印图形例子中, 我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由Shape 的各种子类的 draw 方法来完成的. 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（抽象方法指的是只有函数声明，没有函数实现的方法，如上代码）
2.2 注意事项
- 抽象类不能直接实例化，哪怕该类中一个抽象方法都没有。
Shape shape = new Shape();
// 编译出错
Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; 无法实例化- 抽象方法不能是 private 的，因为子类无法重写。
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- 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- 抽象方法所在的类必须是抽象类，子类若继承了抽象类，必须覆写所有的抽象方法（子类是普通类的情况下），抽象类也可以被抽象类继承，此时可以留给这个抽象类的子类去覆写。
- 题目：JAVA中没有方法体的方法就是抽象方法（✘）
本地方法也没有方法体，但它不是抽象方法。
- 抽象类是普通类的超集（普通类有的内容，抽象类都有），只是比普通类多了一些抽象方法而已，抽象类虽然没法直接实例对象，但是也可以存在构造方法，子类在实例化时，仍然遵从继承原则，先调用父类（抽象类）的构造方法，而后调用子类的构造方法！！！
输出num=0是因为print语句是在父类构造方法中完成的，此时还没进到子类的构造方法中，num还未初始化，默认值为0。
2.3 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。
✦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
✦很多语法存在的意义都是为了 “预防出错”, 例如 final 关键字也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们. ✦充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的.
三、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。
3.1 语法规则
在刚才的打印图形的示例中, 我们的父类 Shape 并没有包含别的非抽象方法, 也可以设计成一个接口：
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 Cycle();
shape.draw();
}
} ✦使用 interface 定义一个接口
✦接口中的方法一定是抽象方法, 因此可以省略 abstract
✦接口中的方法一定是 public, 因此可以省略 public
✦Cycle 使用 implements 继承接口. 此时表达的含义不再是 “扩展”, 而是 “实现”
✦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.
✦接口不能单独被实例化.
✦接口允许多实现
扩展(extends) vs 实现(implements) 扩展指的是当前已经有一定的功能了, 进一步扩充功能. 实现指的是当前啥都没有, 需要从头构造出来
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:
interface IShape {
void draw();
int num = 10;
}注意事项：
- 我们创建接口的时候, 接口的命名一般以大写字母 I 开头.
- 接口的命名一般使用 “形容词” 词性的单词.
- 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，只保留方法返回值，方法参数列表，名称即可
- 子类实现一个接口的时候，命名以相对应的接口开头，以impl结尾。 eg：如果是IRun的子类，则建议命名为RunImpl（也不是强制要求） 如果子类实现多个父接口，不需要使用此规范命名。
提示, IDEA 中使用 ctrl + i 快速实现接口
3.2 实现多个接口（可看可不看）
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);
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
}
@Override
public 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
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.
例如, 现在实现一个方法, 叫 “散步”
public static void walk(IRunning running) {
System.out.println("我带着伙伴去散步");
running.run();
} 在这个 walk 方法内部, 我们并不关注到底是哪种动物, 只要参数是会跑的, 就行
Cat cat = new Cat("小猫");
walk(cat);
Frog frog = new Frog("小青蛙");
walk(frog);
// 执行结果
我带着伙伴去散步
小猫正在用四条腿跑
我带着伙伴去散步
小青蛙正在往前跳甚至参数可以不是 “动物”, 只要会跑!
class Robot implements IRunning {
private String name;
public Robot(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用轮子跑");
}
}
Robot robot = new Robot("机器人");
walk(robot);
// 执行结果
机器人正在用轮子跑总结
以上给大家介绍了抽象类以及接口的定义和语法规则，关于常用的接口以及实例，我们会在下篇讲解，未完待续~
腾讯云开发者
