Java抽象类与接口详解

🕊抽象类

📚1.概念

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，这样的类就是抽象类。比如：

在打印图形例子中, 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)

📚2.语法

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：被abstract修饰的类
public abstract class Shape {
   
    // 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
    abstract public void draw();
    abstract void calcArea();
 
    // 抽象类也是类，也可以增加普通方法和属性
    public double getArea(){
   
        return area;
   }
 
    protected double area;    // 面积
}

注意：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

📚3.特性

🚢1.抽象类不能直接实例化对象

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.抽象方法要被子类重写,所以抽象方法不能被final和static修饰

public abstract class Shape {
   
    abstract final void methodA();
    abstract public static void methodB();
}
 
// 编译报错：
// Error:(20, 25) java: 非法的修饰符组合: abstract和final
// Error:(21, 33) java: 非法的修饰符组合: abstract和static

🚢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

// 矩形类
public class Rect extends Shape {
   
    private double length;
    private double width;
 
    Rect(double length, double width){
   
        this.length = length;
        this.width = width;
   }
 
    public void draw(){
   
        System.out.println("矩形: length= "+length+" width= " + width);
   }
 
    public void calcArea(){
   
        area = length * width;
   }
}
 
// 圆类：
public class Circle extends Shape{
   
    private double r;
    final private static double PI = 3.14;
    public Circle(double r){
   
        this.r = r;
   }
 
    public void draw(){
   
        System.out.println("圆：r = "+r);
   }
 
    public void calcArea(){
   
        area = PI * r * r;
   }
}
 
// 三角形类：
public abstract class Triangle extends Shape {
   
    private double a;
    private double b;
    private double c;
 
    @Override
    public void draw() {
   
        System.out.println("三角形：a = "+a + " b = "+b+" c = "+c);
   }
 
    // 三角形：直角三角形、等腰三角形等，还可以继续细化
    //@Override
    //double calcArea();   // 编译失败：要么实现该抽象方法，要么将三角形设计为抽象类
}

🚢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

📚4.作用

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

思考一下🤔：普通的类也可以被继承, 普通的方法也可以被重写, 为什么非得用抽象类和抽象方法

原因是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. 如果此时不小心误用成父类了, 在使用普通类的情况下编译器是不会报错的. 但如果父类是抽象类那么在实例化时编译器便会报错, 以便尽早发现问题

很多语法存在的意义都是为了 “预防出错”, 例如final，创建的变量用户不去修改, 变量就相当于常量，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

🕊接口

🌴1.概念引入

在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：笔记本上的USB口，电源插座等

电脑的USB口上，可以插：U盘、鼠标、键盘…所有符合USB协议的设备

电源插座插孔上，可以插：电脑、电视机、电饭煲…所有符合规范的设备

通过上述例子可以看出： 接口就是公共的行为规范标准，在实现时，只要符合规范标准，就可以通用

在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型

🌴2.语法规则

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 接口名称{
   
    // 抽象方法
    public abstract void method1();   // public abstract 是固定搭配，可以不写
    public void method2();
    abstract void method3();
    void method4();
    
    // 注意：在接口中上述写法都是抽象方法，更推荐方式4，代码更简洁

提示📋:
1. 创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头.
2. 接口的命名一般使用 "形容词" 词性的单词. 
3. 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.

🌴3.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

public class TestUSB {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        USB usb = new USB();
   }
}
 
// Error:(10, 19) java: day20210915.USB是抽象的; 无法实例化

🦜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)

public interface USB {
   
    private void openDevice();
    void closeDevice();
    // Error:(4, 18) java: 此处不允许使用修饰符private
}

🦜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，但如果接口当中的方法被static或default修饰，则可以有具体的实现

public interface USB {
   
    void openDevice();
    
    void closeDevice(){
   
        System.out.println("关闭USB设备");
    }
    // 编译失败：因为接口中的方式默认为抽象方法
    // Error:(5, 23) java: 接口抽象方法不能带有主体