Java组队学习Task05

Java抽象类

抽象类是它的所有子类的公共属性的集合，是包含一个或多个抽象方法的类。抽象类可以看作是对类的进一步抽象。首先从现实世界中的对象可以抽象出软件系统中的对象（保留主要属性和行为，去掉次要属性和行为），然后从软件系统中的对象可以抽象出软件系统中的类（去掉属性值，把具体的对象变成了抽象的概念），而抽象类则是对多个类的抽象结果，抽象类进一步描述了多个具体类的共同特征和行为。从系统分析的角度，使用抽象类可以更好地刻画自然界的抽象概念，更有效地完成软件系统与自然行为系统的映射，从系统设计实现的角度，使用抽象类可以更好地利用这些共同属性和操作，避免代码的重复编写，从而减少出错的几率，提高程序的开发效率。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。

在 Java 中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

Java是通过关键字abstract来实现抽象类的：

Modifies abstract class ClassName {…}

这里需要注意的是抽象类的修饰符必须为public或者protected，不能是private，因为创建抽象类，就是要被其他类继承，用private修饰了，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法。

抽象方法

如果是实现一种方法，其具体内容由子类决定，就是抽象方法了。抽象方法只有声明，没有具体的实现：

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

abstract void method();

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
• 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。
• 最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

继承抽象类

abstract class A{
	
	public void method(){
		System.out.println("非抽象方法");
	}
	
	public abstract void abstract_method();
}

class B extends A{

	@Override
	public void abstract_method() {
		System.out.println("新方法");
	}
	
}
public class TestDemo {

	public static void main(String[] args) {
		A a = new B();
		a.abstract_method();
	}
}

代码示例：

编写抽象类Employee.java

public abstract class Employee {

    private String name;
    private String address;
    private int number;

    public Employee(String name, String address, int number){
        System.out.println("Constructing an Employee");
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.number = number;
    }

    public double computePay(){
        System.out.println("Inside Employee computePay");
        return 0.0;
    }

    public void mailCheck(){
        System.out.println("Mailing a check to " + this.name
                + " " + this.address);
    }

    public String toString(){
        return name+" "+address+" "+number;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public  String getAddress(){
        return address;
    }

    public int getNumber(){
        return number;
    }
}

 抽象类测试 

public class AbstractDemo {

    public static void main(String[] args){
       Employee e = new Employee("George W.","Hushton, Tx", 43);
        e.mailCheck();
    }
}

会报错

/home/zhengjian/javacode/src/com/company/AbstractDemo.java:6:22
java: com.company.Employee是抽象的; 无法实例化

继承抽象类：编写Salary.java。尽管我们不能实例化一个 Employee 类的对象，但是如果我们实例化一个 Salary 类对象，该对象将从 Employee 类继承 7 个成员方法，且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。

public class Salary extends Employee{

    double salary;
    public Salary(String name, String address, int number,double salary) {
        super(name, address, number);
        setSalary(salary);
    }

    public void mailCheck(){
        System.out.println("Within mailCheck of Salary class");
        System.out.println("Mailing check to"+getName()+"with salary"+salary);
    }

  public double getSalary(){
        return salary;
  }

  public void setSalary(double newsalary){
        if(newsalary >= 0.0){
            salary = newsalary;
        }
  }

  public double computePay(){
        System.out.println("Computing salary pay for"+getName());
        return salary/52;
  }

}

 测试

public class AbstractDemo {

    public static void main(String[] args){
      Salary s = new Salary("Jack","Shanghai",3,3600.0);
      Employee e = new Salary("John", "Nanjing", 2,2400.0);

      System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
      s.mailCheck();

      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }

结果

Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check toJackwith salary3600.0

 Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class
Mailing check toJohnwith salary2400.0

抽象类总结

• 1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。

• 2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

• 3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。

• 4. 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。

• 5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

Java接口

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。从抽象层次上理解，抽象类是对类的抽象，接口是对行为的抽象。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口中的所有属性默认为：public static final

接口中的所有方法默认为：public abstract

接口的实现

interface animal{
    public void eat();
    public void travel();

}
public class InterfaceDemo implements animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("eating");
    }

    @Override
    public void travel() {
        System.out.println("traveling");
    }

    public static void main(String[] args){
        InterfaceDemo i = new InterfaceDemo();
        i.eat();
        i.travel();
    }
}

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：

• 类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
• 类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
• 如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

• 一个类可以同时实现多个接口。
• 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
• 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

接口的继承

// 文件名: Sports.java
public interface Sports
{
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}
 
// 文件名: Football.java
public interface Football extends Sports
{
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}
 
// 文件名: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports
{
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法。

相似的，实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口。

 接口的多继承

在Java中，类的多继承是不合法，但接口允许多继承。

在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。 如下所示：

public interface Eat {
	public void willEat();
}

public interface WatchDoor {
	public void willWatchDoor();
}

public interface Think {
	public void willThink();
}

public class Dog implements Eat,WatchDoor{
 
	@Override
	public void willEat() {
		System.out.println("我会吃");
	}
 
	@Override
	public void willWatchDoor() {
		System.out.println("我会看家");
	}
}

public class Person implements Eat,Think{
 
	@Override
	public void willEat() {
		System.out.println("我会吃");
	}
 
	@Override
	public void willThink() {
		System.out.println("我会思考");
	}
}

 Java异常处理

什么是异常?

异常是程序中的一些错误使得程序没有按照预期正常执行。Java提供了异常处理机制处理异常问题。

异常处理机制可以让程序在发生异常时，按照预先设计的逻辑处理异常。

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。

这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。-

要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

• 检查性异常：最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。
• 运行时异常： 运行时异常是可能被程序员避免的异常。与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。
• 错误： 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。错误在代码中通常被忽略。例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

异常的分类

异常处理的根接口是Throwable，有两个子接口，分别是Error和Exception。

Error：用来指示运行时环境发生的错误，这是系统错误类，一般开发人员无法处理，只能关闭程序。

Exception：指的是程序运行中产生的异常。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

Error 用来指示运行时环境发生的错误。

例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。 

Runtime异常：程序运行时产生的异常，jvm会自动处理。典型的运行时异常有：数组下标越界异常（IndexOutOfBoundsException）、空指针异常（NullPointerException）、对象类型强制转换异常（ClassCastException）以及数组存储异常（ArrayStoreException，即数组存储类型不一致）等。

非Runtime异常：也叫检查异常，即编译器要求必须进行处理的异常，例如IOException、SqlException。

异常处理流程

Java异常机制用到的几个关键字：try、catch、finally、throw、throws。

try-catch

使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。

try/catch代码块中的代码称为保护代码，使用 try/catch 的语法如下：

try
{
   // 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{
   //Catch 块
}

try: 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。 catch：用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。 

代码示例：

import java.io.*;
public class ExcepTest {

    public static void main(String[] args){
        try{
            int a[] = new int[2];
            System.out.println("Access element three:"+a[3]);
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            System.out.println("Exception thrown:"+e);
        }
        System.out.println("Out of the black");
    }
}

运行结果;

Exception thrown:java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
Out of the black

try-catch-finally多重捕获

一个 try 代码块后面跟随多个 catch 代码块的情况就叫多重捕获。

可以在 try 语句后面添加任意数量的 catch 块。

如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个 catch 块。

如果抛出异常的数据类型与 ExceptionType1 匹配，它在这里就会被捕获。

如果不匹配，它会被传递给第二个 catch 块。

如此，直到异常被捕获或者通过所有的 catch 块。

finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。

无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。

在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句

try{
  // 程序代码
}catch(异常类型1 异常的变量名1){
  // 程序代码
}catch(异常类型2 异常的变量名2){
  // 程序代码
}finally{
  // 程序代码
}

throws/throw 

如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。throws 关键字放在方法签名的尾部。

也可以使用 throw 关键字抛出一个异常，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。

throws通用格式如下:

访问权限 返回值类型 方法名称（参数列表） throws 异常类
{
    // 方法体;
}

以上方法的异常类对象都是由JVM自动实例化的，如果需要手动实例化，则需要用到throw关键字

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组越界");
		} 
		catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			System.out.println("数组越界le!");
			System.out.println("异常:" + e);
		}
	}
}

throw语句用在方法体内，抛出的是一个异常实例，与try-catch语句或者throws配合使用，不可单独使用。

自定义异常

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。
• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。
• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{
}

只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。

下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类，它继承自 Exception。

一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

示例：

以下实例是一个银行账户的模拟，通过银行卡的号码完成识别，可以进行存钱和取钱的操作。

// 文件名InsufficientFundsException.java
import java.io.*;
 
//自定义异常类，继承Exception类
public class InsufficientFundsException extends Exception
{
  //此处的amount用来储存当出现异常（取出钱多于余额时）所缺乏的钱
  private double amount;
  public InsufficientFundsException(double amount)
  {
    this.amount = amount;
  } 
  public double getAmount()
  {
    return amount;
  }
}

为了展示如何使用我们自定义的异常类，

在下面的 CheckingAccount 类中包含一个 withdraw() 方法抛出一个 InsufficientFundsException 异常。

// 文件名称 CheckingAccount.java
import java.io.*;
 
//此类模拟银行账户
public class CheckingAccount
{
  //balance为余额，number为卡号
   private double balance;
   private int number;
   public CheckingAccount(int number)
   {
      this.number = number;
   }
  //方法：存钱
   public void deposit(double amount)
   {
      balance += amount;
   }
  //方法：取钱
   public void withdraw(double amount) throws
                              InsufficientFundsException
   {
      if(amount <= balance)
      {
         balance -= amount;
      }
      else
      {
         double needs = amount - balance;
         throw new InsufficientFundsException(needs);
      }
   }
  //方法：返回余额
   public double getBalance()
   {
      return balance;
   }
  //方法：返回卡号
   public int getNumber()
   {
      return number;
   }
}

下面的 BankDemo 程序示范了如何调用 CheckingAccount 类的 deposit() 和 withdraw() 方法。

public class BankDemo {
    public static void main(String[] args){
        CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);
        System.out.println("depositing $500");
        c.deposit(500);
        try{
            System.out.println("withdrawing $100");
            c.withdraw(100);
            System.out.println("withdrawing $500");
            c.withdraw(500);

        }catch (InsufficientFundsExecption e){
            System.out.println("Sorry, but you are short $"+e.getAmount());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

depositing $500
withdrawing $100
withdrawing $500
Sorry, but you are short $100.0
com.company.InsufficientFundsExecption
	at com.company.CheckingAccount.withdraw(CheckingAccount.java:20)
	at com.company.BankDemo.main(BankDemo.java:12)