抽象类和接口

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，这样的类就是抽象类。 

抽象类语法

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

抽象类特性 

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
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
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

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

 抽象类的作用

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.

有些同学可能会说了, 普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 
为啥非得用抽象类和抽象方法呢?

确实如此. 但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. 
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. 
但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 
让我们尽早发现问题.很多语法存在的意义都是为了 "预防出错"

例如我们曾经用过的 final 也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 
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

接口本来就是要被重写的，有什么意义呢？

如果只是单个的类继承单个的接口的话 那肯定没啥意义
但是多个类同时继承一个接口的话那就不一样了 
这也是"接口"这个为什么叫名字的原因
本来不相关的两个类继承了同一接口的话 这两个类就能产生关联.
通过这个关联你能实现好多特别的效果 建议你去看看设计模式 里边有好多模式都是根据这条设计的
接口还有一个好处是： Java语言不支持一个类有多个直接的父类(多继承),
但可以实现（implements）多个接口,间接的实现了多继承.
接口也可以实现封装，调用者只要调用接口，而无需关注它怎么实现等问题

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。

 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。

变量: public static final 方法: public abstract

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，跟推荐方式4，代码更简洁 

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.

接口使用

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{ // ...
}

请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

// USB接口
public interface USB { 
void openDevice(); 
void closeDevice(); 
}

// 鼠标类，实现USB接口
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"); 
} 
}

// 键盘类，实现USB接口
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"); 
} 
}

// 笔记本类：使用USB设备
public class Computer {
public void powerOn(){ System.out.println("打开笔记本电脑"); }
public void powerOff(){ System.out.println("关闭笔记本电脑"); }

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(); 
} 
}

// 测试类：
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) { 
Computer computer = new Computer();
computer.powerOn(); 
// 使用鼠标设备
computer.useDevice(new Mouse()); 
// 使用键盘设备
computer.useDevice(new KeyBoard());
computer.powerOff(); 
} 
}

实际上usb接口，是一个大的范围，它包含了鼠标的usb、键盘的usb，接口需要被重写。

再把这些组合在电脑类中，通过传不同的对象来使用不同的类，形式参数是接口类型。

也可以把这些类写成电脑的成员属性，创建电脑的对象去使用这些成员属性。

接口特性

1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象
   引用数据类型：接口 类 数组 字符串

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 { 

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

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（不能有方法体）

public interface USB { void openDevice(); 
// 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 

void closeDevice(){ 
System.out.println("关闭USB设备"); 
} 
}

4. 重写接口中方法时，不能使用default访问权限修饰
public interface USB { 
void openDevice(); 
// 默认是public的 void closeDevice(); 
// 默认是public的 
}

public class Mouse implements USB { 
@Override
void openDevice() { 
System.out.println("打开鼠标"); 
}
}

// 编译报错，重写USB中openDevice方法时，不能使用默认修饰符 
// 正在尝试分配更低的访问权限; 以前为public

5. 接口中不能有静态代码块和构造方法
6. 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
7. 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
8. jdk8中：接口中还可以包含default方法。

 

这就比继承一个有抽象方法的类好，因为不是所有的动物都会跑 

机器人也会跑

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 实现多个接口

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。

接口是创建子类对象去使用子类重写的方法run

多态是创建子类对象，向上转型为父类，使用父类的方法，动态绑定就使用了子类重写的方法

继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是 具有 xxx 特性 .
猫是一种动物, 具有会跑的特性.
青蛙也是一种动物, 既能跑, 也能游泳
鸭子也是一种动物, 既能跑, 也能游, 还能飞

这样设计有什么好处呢? 
多态会让程序猿忘记类型. 
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.

 接口间的继承

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。
接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.

interface IRunning { 
void run(); 
}
interface ISwimming { 
void swim(); 
}
// 两栖的动物, 既能跑, 也能游 
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming { }

接口使用实例 

给对象数组排序

仔细思考, 不难发现, 和普通的整数不一样, 两个整数是可以直接比较的, 大小关系明确. 
而两个学生对象的大小关系怎么确定? 需要我们额外指定.
让我们的 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法

sort方法有四种重载方法 根据放入的参数不同使用的方法不同

 

class Student implements Comparable {
private String name;
private int score;
public Student(String name, int score) { 
this.name = name; 
this.score = score; 
}

@Override
public String toString() { 
return "[" + this.name + ":" + this.score + "]"; 
}

@Override
public int compareTo(Object o) { 
Student s = (Student)o; 
if (this.score > s.score) { 
return -1; 
} else if (this.score < s.score) { 
return 1; 
} else {
return 0;
} 
} 
}

 

重写的方法返回一个整数，得到的数与0的关系来判断排序规则，这个与sort内部程序有关

在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法. compareTo 的参数是 Object , 
其实传入的就是 Student 类型的对象.
然后比较当前对象和参数对象的大小关系(按分数来算).

如果当前对象应排在参数对象之前, 返回小于 0 的数字;
如果当前对象应排在参数对象之后, 返回大于 0 的数字;
如果当前对象和参数对象不分先后, 返回 0;

注意事项: 
对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 "可比较" 的, 需要具备 compareTo 这样的能力.
通过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则.

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 比较器接口 Comparator

根据sort参数的不同，sort使用不同的重载方法

重写的方法返回一个整数与0的关系判断排序规则，排序与sort内部有关系 

students旁边那个决定了（按哪个引用所实例化的类进行排序） 

引用数据类型不能相减，所以要写另一种重写方法 

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 Clonable接口和深拷贝

Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.
Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 "拷贝". 
但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 
否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常

 

 

Cloneable接口没有抽象方法

如果要被克隆必须写克隆方法，clone和toString一样，都是object的方法

重写了之后就使用自己重写的方法。 

  

浅拷贝 

只拷贝了对象，没有拷贝对象里面的引用(m)的对象(money)

class Money implements Cloneable{
    public double money=19.9;
}
class Person  implements Cloneable{
    public int age=10;
    public Money m = new Money();

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Person person = new Person();
        Person person2 = (Person)person.clone();
        person2.m.money = 99.9;
}

深拷贝 

class Money implements Cloneable{
    public double money=19.9;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Person  implements Cloneable{
    public int age=10;
    public Money m = new Money();

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person tmp  = (Person) super.clone();
        tmp.m = (Money) this.m.clone();
        return tmp;
    }

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Person person = new Person();
        Person person2 = (Person)person.clone();
        person2.m.money = 99.9;
    }

Money类也要写一个克隆，到时候m要克隆一个money的时候用

先把person类克隆一份，把地址给tmp；

this表示当前对象.m表示m引用也要克隆一个对象，把地址给tmp指向的对象m

m即是引用也是对象；引用了this.m创建的money地址

最后把tmp的地址返回，person2就能获取tmp的地址；相当于tmp.m.money把值改了

抽象类和接口区别 

核心区别: 
抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 
而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法

抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验, 像 Animal 这样的类我们并不会直接使用, 
而是使用它的子类.万一不小心创建了 Animal 的实例, 编译器会及时提醒我们

 

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。

这些方法都要熟悉 

equals

比较对象的内容需要重写，因为equals默认比较对象地址

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

比较对象内容时：
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 
}

class Person{
private String name ;
private int age ;
public Person(String name, int age) {
this.age = age ; 
this.name = name ; 
} 
}

public class Test {
public static void main(String[] args) { 
Person p1 = new Person("gaobo", 20) ; 
Person p2 = new Person("gaobo", 20) ; 
int a = 10; 
int b = 10; 
System.out.println(a == b); 
// 输出true 
System.out.println(p1 == p2); 
// 输出false 
System.out.println(p1.equals(p2)); 
// 输出false 
} 
}

重写equals 

重写后

this.id.equals(tmp.id)这样就是比较两个引用变量是不是相等了 

引用变量是否相等都用equals；

因为java内部有引用变量专门的比较是不是相等的equals（上图）

hashcode方法

1、hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同
2、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。