Java基础知识:抽象类和接口知识详解(抽象类和接口的区别)

什么是抽象类?

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,那么这样的类称为抽象类。

如何构造出一个抽象类?

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。

//抽象类
public abstract class Shape {
protected double area;
abstract public void draw();//抽象方法
public double getarea(){//普通方法
return area;
}
}

注: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。

抽象类有哪些特性?

1. 抽象类不能直接实例化对象

2.抽象方法不能是 private 的

注意:抽象方法没有加访问限定符时,默认是public.

3. 抽象方法不能被final和static修饰,因为抽象方法要被子类重写

4. 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

5. 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

6. 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

7.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。

问题:普通类也能被继承,普通方法也能被重写,为什么要用抽象类和抽象方法呢?

通常在使用抽象类的场景中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。但是父类是抽象类由于抽象类不能实例化就会报错, 让我们尽早发现问题。

什么是接口?

Java接口是一系列方法的声明,是一些方法特征的集合 ,一个接口只有方法的特征没有方法的实现 ,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为(功能)。

接口可以理解为一种特殊的类,里面全部是由全局常量和公共的抽象方法所组成。 接口是解决Java无法使用多继承的一种手段 ,但是接口在实际中更多的作用是制定标准的。或者我们可以直接把接口理解为100%的抽象类, 即接口中的方法必须全部是抽象方法。(jdk1.8前)

如何实现一个接口?

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。

//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。
public interface USB {
public abstract void method1();// public abstract 是固定搭配,可以不写
void method2();// public abstract 是固定搭配,可以不写
}

注意: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

public class 类名称 implements 接口名称{
//.......
}

注意:子类和父类之间是 extends 继承关系,类与接口之间是 implements 实现关系。

下面实现一个简单的USB接口:

public interface USB {
void OpenDevice();
void CloseDevice();
}
public class Mouse implements USB{
@Override
public void OpenDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}
@Override
public void CloseDevice() {
System.out.println("关闭鼠标");
}
public void Click(){
System.out.println("鼠标点击");
}
}
public class KeyBoard implements USB{
@Override
public void OpenDevice() {
System.out.println("打开键盘");
}
@Override
public void CloseDevice() {
System.out.println("关闭键盘");
}
public void Input(){
System.out.println("键盘输入");
}
}
public class Computer implements USB{
@Override
public void OpenDevice() {
System.out.println("打开电脑");
}
@Override
public void CloseDevice() {
System.out.println("关闭电脑");
}
public void UseDevice(USB usb){
usb.OpenDevice();
if(usb instanceof Mouse){
Mouse mouse=(Mouse) usb;
mouse.Click();
} else if (usb instanceof KeyBoard) {
KeyBoard keyBoard=(KeyBoard) usb;
keyBoard.Input();
}
usb.CloseDevice();
}
}

接口有哪些特性?

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default访问权限修饰。

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实例代码块和构造方法。

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

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。

如何去实现多个接口?

//定义一个动物类
class Animal{
protected String name;
public Animal(String name){
this.name=name;
}
}
//下面提供一些有关动物的接口
interface IRunning{
void run();
}
interface ISwimming{
void swim();
}
interface Iflying{
void fly();
}
//猫会跑
class Cat extends Animal implements IRunning{
public Cat(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(name+"正在跑");
}
}
//鱼会游泳
class Fish extends Animal implements ISwimming{
public Fish(String name) {
super(name);
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(name+"正在游泳");
}
}
//天鹅会跑,会游泳,会飞
class Swan extends Animal implements IRunning,ISwimming,Iflying{
public Swan(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(name+"正在跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(name+"正在游泳");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(name+"正在飞");
}
}

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。

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。

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。

public static void walk(IRunning running){
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

public class Test {
public static void walk(IRunning running){
running.run();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat=new Cat("咪咪");
walk(cat);
}
}

class Robot extends Animal implements IRunning{
public Robot(String name){
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(name + "正在跑");
}
}
public class Test {
public static void walk(IRunning running){
running.run();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat=new Cat("咪咪");
walk(cat);
walk(new Robot("大白"));
}
}

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。

如何实现接口间的继承

//把IRunning,ISwimming,Iflying全部继承到IAction上
interface IAction extends IRunning,ISwimming,Iflying{
}
class Swan extends Animal implements IAction {
public Swan(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(name + "正在跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(name + "正在游泳");
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(name + "正在飞");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Swan swan=new Swan("白白");
swan.run();
swan.swim();
swan.fly();
}
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。

抽象类和接口的区别:

(1)抽象类可以有构造方法,接口中不能有构造方法。

(2)抽象类中可以有普通成员变量,接口中没有普通成员变量。

(3)抽象类中可以包含静态方法,接口中不能包含静态方法。

(4) 一个类可以实现多个接口,但只能继承一个抽象类。

(5)接口可以被多重实现,抽象类只能被单一继承。

(6)如果抽象类实现接口,则可以把接口中方法映射到抽象类中作为抽象方法而不必实现,而在抽象类的子类中实现接口中方法。

接口和抽象类的相同点:

(1) 都可以被继承。

(2) 都不能被实例化。

(3) 都可以包含方法声明。

(4) 派生类必须实现未实现的方法。

何为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。

public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
fun1(new A());
fun1(new B());
}
public static void fun1(Object object){
System.out.println(object);
}
}
class A{
}
class B{
}

利用Object类获取对象信息

如果要打印对象中的内容,可以直接 重写Object类中的toString()方法

class Animal{
protected String name;
public Animal(String name){
this.name=name;
}
@Override
public String toString() {
return "Animal{" +
"name='" + name + '\'' +//可以修改
'}';
}
}

利用Object类进行对象比较

在Java中,==进行比较时:

a.如果==左右两侧是基本类型变量,比较的是变量中值是否相同

b.如果==左右两侧是引用类型变量,比较的是引用变量地址是否相同

c.如果要比较对象中内容,必须

重写Object中的equals方法 ,因为 equals方法 默认也是按照地址比较的

//Object类中的equals方法
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj); // 使用引用中的地址直接来进行比较
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Cat cat1=new Cat("小白",5);
Cat cat2=new Cat("小白",5);
int a=10;
int b=10;
System.out.println(a==b);
System.out.println(cat1==cat2);
System.out.println(cat1.equals(cat2));
}
}
class Cat{
private String name;
private int age;
public Cat(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
}

重写equals方法后,然后比较:

@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Cat cat = (Cat) o;
return age == cat.age && name.equals(cat.name);
}

结论:比较对象中内容是否相同的时候,一定要重写equals方法。

hashcode方法

hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同

事实上hashCode() 在散列表中才有用,在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。

我们认为两个名字相同,年龄相同的对象,将存储在同一个位置,如果不重写hashcode()方法

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Cat cat1=new Cat("小白",5);
Cat cat2=new Cat("小白",5);
System.out.println(cat1.hashCode());
System.out.println(cat2.hashCode());
}
}
class Cat{
private String name;
private int age;
public Cat(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
}

注意事项:两个对象的hash值不一样

像重写equals方法一样,我们也可以重写hashcode()方法。此时我们再来看看。

import java.util.Objects;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Cat cat1=new Cat("小白",5);
Cat cat2=new Cat("小白",5);
System.out.println(cat1.hashCode());
System.out.println(cat2.hashCode());
}
}
class Cat{
private String name;
private int age;
public Cat(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}

哈希值一样。

所以必要情况下我们也要 重写hashcode()方法。

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