Java-抽象类和接口

一、抽象类

① 抽象类的概念

在上一篇文章中，我们学习了" 多态 "，它允许在相同方法的情况下处理不同的对象，即通过父类引用指向子类对象，并调用相同的方法，通过不同的子类调用该方法，进而产生不同的结果。而抽象类也和" 多态 "有着很大的关联。

📌 抽象类的定义：如果一个类中没有包含足够的信息来描述一个具体的对象，那么这样的类就是抽象类。

📕 抽象类不能被实例化，只能作为其他类的父类或供其他类继承。

📕 抽象类可以包含抽象方法和普通方法。

📚 那么抽象类应该如何使用呢？抽象方法又是什么呢：

通过这个图我们可以看到，Animal的sound()方法被Dog，Cat，Duck继承后，调用方法后结果都各不相同，这也是" 多态 "的体现。但我们注意：

在抽象类的使用下，Animal的sound()方法并不像上篇文章中所学，是有具体实现的，而是一个没有方法体的方法，正因为它没有方法体，所以它才称之为"抽象"；而在这张图片中"Animal"中的"sound"方法就是一个抽象方法，而"Animal"就是一个抽象类~

所以我们刚刚说：抽象类也和" 多态 "有着很大的关联。

这是因为多态可以通过抽象类实现；抽象类可以包含抽象方法，这些方法没有具体的实现，只有方法的声明。子类继承抽象类时必须!!!实现抽象方法，这样就可以通过父类引用调用子类的实现。这样一来，同一个方法名可以根据具体的子类对象而有不同的表现形式，实现了多态。

📚注意：(不用抽象类时是"重写"，本质是覆盖；而用抽象类时是"实现"，两者本质不同)

② 抽象类的实现

当我们想要创建一个抽象类时，这个类就必须要被"abstract"修饰，如此才能被称作抽象类。

📚 那么让我们试着实现一下上面图片中的例子：

📕 抽象类"Animal"：

📕 继承"Animal"的子类们：

可以看到，所有继承了抽象类"Animal"的子类们都实现了sound()方法，这是因为：

📚 继承了抽象类的子类必须实现其中的抽象方法，因为(抽象类无法实例化)，而继承了抽象类的子类如果不实现抽象方法，便也算是(抽象类)，为了防止它被实例化，所以会报错：

可以看到，这时就报错了~

正常运行：

③ 抽象类的特征

📚 抽象类的特征有如下几点：

📕 抽象类不能直接实例化对象：

📕 抽象方法不能是 private 的：

📕 抽象方法不能被 final 和 static 修饰，因为需要被子类实现：

📕 继承抽象类的子类必须重写父类中的抽象方法，否则子类也要是抽象类：

如果子类不重写父类抽象方法：

如果抽象类子类不重写父类抽象方法：

📕 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

📕 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

二、接口

① 接口的概念

接口，这个词大家听起来不陌生吧~接口在我们印象中可能就是：USB接口呀，充电插口呀~之类的。没错，它们都可以叫做接口，而且它们都有一种统一的性质：

📕 智能产品可以通过USB接口，来开启信号的权限，就相当于被赋予某种功能(信号)

📕 家用电器可以通过电源插孔，开开启充电的权限，就相当于被赋予某种功能(充电)

由此可以得出结论：

📚 接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，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 接口的实现

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。

📚 代码格式:

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();
}

需要注意的是，接口里面的方法也都是待实现的抽象方法；

接口中可以声明方法，但是不能包含方法的具体实现。接口中的方法默认为public abstract，可以省略这些修饰符。接口也可以包含常量的声明，这些常量默认为public static final，同样可以省略这些修饰符。

📚 代码实例：

📌 "接口"的相关知识还是比较模糊的，既然学到了，就让我们做一个小练习来试一试：

📚 实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子：

1. USB接口：包含打开设备、关闭设备功能

2. 笔记本类：包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能

3. 鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能

4. 键盘类：实现USB接口，并具备输入功能

其实大部分功能都是可以通过之前所学到的基础知识"if"，"else"，"switch"等选择语句去实现的，但是使用"接口"，会使代码更加具有规范性和可读性，可修改性，是我们学习的必经之路，并且相当重要~

让我们先来仔细地思考一下，这些东西应该如何去一一实现：

📕 理清这几种类与接口的关系：

📕 然后按照理清后的关系图，依次进行接口和类的创建：

📌 USB 接口：

(由于整理得到：USB接口带有[打开设备][关闭设备]两种功能，所以我们写上~)

(我写上public abstrac 不是因为一定要写 而是因为我觉得我是个小白...应该多多练习，大家如果是初学者的话也要这样哦~等我们也成为大佬了，自然也就不用了~[大佬不用看...])

📌 鼠标类：

📌 键盘类：

📌 笔记本类：

📚 运行演示：

③ 接口的特性

📚 接口的特性有以下几点：

📕 接口是一种抽象的引用类型，它不能直接实例化对象：

📕 接口可以定义方法，这些方法默认为 public abstract (使用其他修饰符会报错)：

📕 接口可以包含常量，这些常量默认为 public static final，即常量的值在接口中被固定且不能被修改：

📕 重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限：

📕 一个类只能继承一个父类，但可以实现多个接口：

📕 接口之间可以通过扩展（extends）实现接口的继承，一个接口可以扩展多个接口：

④ 接口的使用

那么学习了"接口"，改如何体现它的重要作用呢？让我们通过一个案例来看看：

在"类与对象"的多篇文章学习中，我们举了很多很多次" 学生类 "：

当我们把四个学生类放进一个数组中后，便不自觉地想到...我们之前学过一个Arrays.sort()方法，那么我们能否用Arrays.sort()方法对学生类数组进行排序呢：

看来是没办法做到的，其实也不难理解，毕竟平时我们传进去的数组都有其自带的类型，int型呀，long型呀，double型呀他们也都有自己比较大小的规范，所以能够排序；

而我们自己定义出来的Student，并没有规定的比较规范，所以sort方法也不知道，我们需要的排序到底是用"int"，还是用"String"，还是"double"...

这时我们就可以使用"接口"来实现这种"学生类的自定义排序"：

（实现Comparable接口，然后实现其中的compareTo方法：)

此时我们已经重写好了"compareTo"方法，然后我们再重写一下toString()方法，以便之后展示~

然后我们回到Main中：

此时我们在使用Arrays.sort()就能够对学生类进行排序啦~

当然，毕竟是我们自己规定排序方法，所以除了用age进行排序，我们也可以用其他的进行排序：

这样就能够对(成绩(double))进行排序啦~(compareTo的返回值需要是int)

如果怕(int)转换可能导致数据丢失，从而对比不准确，也可以这样：

而为了加深对" compareTo "和" Arrays.sort "方法的使用，我们可以自己实现一个sort函数(我们使用的是冒泡排序，当然Java底层不是冒泡排序，而是一种速度非常快的"快速排序")

仍然是可以运行的~

⑤ 深拷贝和浅拷贝

Java中内置了一些很有用的接口，Clonable就是其中一个：

当我们直接使用clone()(克隆)方法时，我们发现是不能够做到的。

其实clone()方法我们并没有对其定义，也没有对其实现，所以它不在我们的子类当中。但是我们要知道，所有的类都有一个固定的，隐藏的父类->object类~而clone方法是在object类中的，所以我们没办法使用子类或子类对象去调用clone。

📚 当我们把" Clonable "接口接入Student类后，我们就可以尝试使用clone方法：

1.浅拷贝

顾名思义，就是"浅层次的拷贝"，其意就是：

浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。

📌 我们在此基础上创建一个Book类来辅助实验：

然后我们观察两者的books值的变化：

两者怎么都变成10了呢？这是因为：

进行的一次clone()虽然出现了新的Student对象，但是我们只clone()了Student对象，而Book是另一个类，并非完全属于Student，所以无法将books也独立的拷贝出来，而是"两者共用原来的books"。

2.深拷贝

" 深层次的拷贝 "；

📚 深拷贝把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。

直接上图~

那么这篇关于(抽象类与接口)的知识，就暂时为大家分享到这里啦，作者能力有限，如果有哪里说的不够清楚或者不够简洁，还请大家在评论区多多指出，那么我们下期再见啦~