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
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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。
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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。
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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)