文章目录
多态
多态的概述
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什么是多态?
答:同一个对象,在不同的时刻有多种形态
比如:
Animal an = new Cat(); Animal an = new Dog();
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多态的举例
- 绿巨人 , 是正常人的时候是班纳,发怒后就变为绿巨人
- 毛毛虫,刚开始是个虫,过段时间后就变为蝶了。
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多态的形式:具体类多态、抽象类多态、接口多态
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多态的前提
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要有实现 || 继承关系
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要有方法的重写
体现:继承关系下,子类重写父类的方法;实现关系下,实现类 来实现接口中的方法
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父类的引用类型的变量指向了子类对象,接口的引用类型变量指向了实现类对象
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多态中成员访问特点
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成员访问特点
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成员变量(实际开发中不太关注)
编译看左边,运行看左边
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成员方法(重点掌握)
编译看左边,运行看右边
总结:编译全看左边,只有成员方法运行看右边
代码展示:
// 动物类 public class Animal { public int age = 40; public void eat() { System.out.println("动物吃东西"); } } // 猫类 class Cat extends Animal { public int age = 10; public int weight = 10; public void eat() { System.out.println("猫吃鱼"); } public void playGame() { System.out.println("猫捉迷藏"); } } // 编写测试类 class AnimalTest { public static void main(String[] args) { // 父类的引用类型的变量指向了子类对象 Animal an = new Cat(); System.out.println(an.age); an.eat(); an.playGame(); } }
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多态的好处和弊端
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好处
提高了程序的扩展性
具体体现:定义方法时,使用父类 | 接口类型作为方法形参,在调用该方法时,将 不同的子类对象 | 不同的实现类对象作为方法实参传入。
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弊端
继承关系下的多态,不能访问子类的特有成员,实现关系下的多态,不能访问实现类的特有成员,若要访问必须向下转型
写一个多态程序的步骤(必须掌握)
继承关系下的多态:
- 写一个父类
- 写一个或多个子类继承父类,重写父类中的方法
- 写一个父类的使用类(或者叫做操作类),在使用类中定义一个方法,方法的形式参数类型就是父类类型
- 写一个测试类,在main方法中,创建使用类对象,调用其方法,将不同的子类对象作为其方法的实际参数传入
实现关系下的多态:
- 写一个接口
- 写一个实现类,实现类实现该接口,并实现接口中的所有抽象方法
- 写一个接口的使用类,在使用类中定义一个方法,方法的参数类型就是接口类型
- 写一个测试类,在main方法中,创建使用类对象,调用其方法,其方法的参数要传入不同的实现类对象
多态中的转型
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向上转型(就是多态的格式)
父类的引用类型变量指向了子类对象 ,比如:
Animal an = new Cat();
接口的引用类型变量指向了实现类对象,比如:
SpeakEnglish se = new PingPang();
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向下转型(也叫做强制类型转换)
父类的引用类型变量强转为子类对象,格式: 子类型 对象名 = (子类型) 父类引用;,比如:
Animal an = new Cat(); // Cat是Animal的子类,Animal是Cat的父类 Cat cat = (Cat)an;
接口的引用类型变量强转为实现类对象,格式:实现类类型 对象名 = (实现类类型)接口引用;,比如:
SpeakEnglish se = new PingPang();// PingPang是SpeakEnglish接口的实现类 PingPang pp = (PingPang)se;
向下转型一定会成功吗?
需要使用
instanceof
运算符,来判断对象是否属于某种类型,属于返回true,否则返回false,比如:public void useAnimal(Animal an) { an.eat(); if(an instanceof Wolf) { Wolf wolf = (Wolf)an; wolf.howl(); } }
代码展示:
// 动物类
public class Animal {
public void eat() {
System.out.println("动物吃东西");
}
}
// 猫类
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
public void playGame() {
System.out.println("猫捉迷藏");
}
}
// 测试类
class AnimalTest {
public static void main(String[] args) {
Animal an = new Cat(); // 向上转型
an.eat(); // 编译看左边,运行看右边
Cat cat = (Cat)an; // 向下转型
cat.eat(); // 编译看左边,运行看右边
cat.platGame();
}
}
多态的案例
需求:用多态思想实现猫和狗的案例,并在测试类中进行测试
代码展示:
// 动物类
public class Animal {
// 编写属性
protected String name;
protected int age;
// 编写无参构造
public Animal() {
// super()
}
// 编写带参构造
public Animal(String name ,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 编写成员方法
// setXxx()方法 和 getXxx() 方法
public void setName(String name) {
this.name = name ;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void eat() {
System.out.println("动物要吃东西");
}
}
// 猫类
class Cat extends Animal {
// 无参构造
public Cat() {
}
// 带参构造
public Cat(String name ,int age) {
super(name,age);
}
// 子类重写父类Animal父类的方法
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
}
// 狗类
class Dog extends Animal {
// 无参构造
public Dog() {
}
// 带参构造
public Dog(String name , int age) {
super(name,age);
}
// 子类重写父类中的方法
public void eat() {
System.out.println("狗吃骨头");
}
}
// 编写测试类
class Test {
// 编写main方法,main方法是程序的入口,能被JVM识别并执行
public static void main(String[] args) {
// 父类的引用类型的变量指向子类对象
Animal an = new Cat();
an.setName("加菲");
an.setAge(5);
System.outt.println(an.getName() + "," + an.getAge());
an.eat();
an = new Cat("加菲",5);
System.out.println(an.getName + ", " + an.getAge());\
an.eat();
}
}
抽象类
抽象类的概述
当我们在做子类共性功能抽取时,有些方法在父类中并未具体的体现,这时就需使用抽象类了
比如:世上没有一个对象是动物,只会是具体的猫和狗,所以我们不需创建Animal类的对象,该类应定义为抽象类。
在java
中,一个没方法体“{}”的方法应定义为抽象方法,而类中若有抽象方法,那该类必须定义为抽象类
什么是抽象方法?答:一个方法只有方法声明,没有方法体,有abstract修饰的方法,就是抽象方法
抽象类的特点
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抽象类和抽象方法必须使用abstract关键字修饰
// 抽象类的定义 public abstract class 类名 {} // 抽象方法的定义 public abstract 返回值类型 方法名称();
-
抽象类中不一定有抽象方法,有抽象方法的类一定是抽象类
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抽象类不能实例化
抽象类如何实例化?
答:参照多态的方式,通过子类对象实例化,这叫抽象类多态
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抽象类的子类
要么重写抽象类中的所有抽象方法
要么是抽象类
抽象类的成员特点
- 成员的特点
- 成员变量
- 既可以是变量
- 也可以是常量
- 构造方法
-
有构造方法,但不能抽象类不能创建对象
那抽象类中的构造方法的作用是用于给子类调用,来初始化父类中的成员变量,方便访问。
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- 成员方法
-
抽象方法
作用:限定子类必须重写抽象类父类中的所有抽象方法
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普通方法
作用:直接给子类继承使用,提高了代码复用性。
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- 成员变量
普通类和抽象类的区别:普通类有的抽象类都可有,抽象类还可有抽象方法。抽象类的成员,比原来普通类多了一个抽象方法
代码展示:
public abstract class Animal {
// 变量
private int age = 20;
// 常量
private final String city = "北京";
// 无参构造
public Animal() {
}
// 带参构造
public Animal(int age) {
this.age = age;
}
// 普通方法
public void show() {
age = 40;
// city = "上海"; // 编译错误,因为是常量,常量一旦赋值,值不可发生改变
System.out.println(age); // 40
System.out.println(city); // 北京
}
// 抽象方法
public abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
// 重新抽象类父类中eat方法
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
}
class AniamlTest {
public static void main(String[] args) {
// 父类的引用类型变量指向了子类对象
Animal an = new Cat();
// 多态中访问成员方法的特点:编译看左边,运行看右边
an.eat();
an.show();
}
}
抽象类的案例
需求:用抽象类的思想实现猫和狗的案例,并用测试类来测试
代码展示:
// 编写动物类
public abstract class Animal {
private String name;
private int age;
// 无参
public Animal() {
}
// 带参
public Animal(String name ,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// getXxx() 和 setXxx()方法
public void setName(String name ) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public abstract void eat();
}
// 猫类
class Cat extends Animal {
// 无参
public Cat() {
}
public Cat(String name,int age) {
super(name,age);
}
// 子类重写父类中的eat方法
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
}
// 狗类
class Dog extends Animal {
// 无参构造
public Dog() {
}
public Dog(String name,int age) {
super(name,age);
}
// 子类重写父类中的eat方法
public void eat() {
System.out.println("狗啃骨头");
}
}
// 编写测试类
class AnimalTest {
// 编写main方法,main方法是程序的入口,能被JVM识别并执行
public static void main(String[] args) {
// 父类的引用类型变量指向了子类对象
Aniaml an = new Cat();
an.setName("加菲");
an.setAge(5);
System.out.println(an.getName() + "," + an.getAge());
an.eat();
System.out.println("---------------");
an = new Cat("加菲",5);
System.out.println(an.getName() + "," + an.getAge());
an.eat();
}
}
接口
接口的概述
接口是种公共的规范标准,只要符合规范标准,大家都可以通用。java
中的接口更多体现在对行为(或者叫做方法)的抽象。
接口的举例
在生活中的接口其实就是种公共的规范,不同的电子设备只要符合相同的规范,就可集成到一起使用
例如:
USB接口:U盘,移动硬盘,usb小风扇等等,只要这些设备都符合USB接口这种规范,这些设备就都可以通用
接口的特点
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接口用interface关键字修饰
public interface 接口名 {}
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类实现接口用implements表示
public class 类名 implements 接口名 {}
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接口不能实例化
接口如何实例化呢?参照多态的方式,通过实现类对象实例化,这叫接口多态
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接口的实现类
要么重写接口中的所有抽象方法
要么子类是抽象类
接口的成员特点
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成员特点
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成员变量
只能是常量,默认修饰符:public static final
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构造方法
没有,接口不能实例化,一个类若没有父类,默认继承Object类
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成员方法
只能是抽象方法
默认修饰符:public abstract
接口中的方法在JDK 1.8和JDK 1.9中有些新特性
代码展示:
// 接口
public interface Inter {
public int num = 10;
public final int num2 = 20;
public static final int num3 = 30;
int num3 = 30;
// 接口中没有构造方法,不能实例化
// public Inter() {}
public abstract void method();
void show();
}
// 实现类
class InterImpl /* extends Object */ implements Inter {
public InterImpl() {
super();
}
public void method() {
System.out.println("method");
}
public void show() {
System.out.println("show");
}
}
// 测试类
class InterfaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 接口的引用类型变量指向了实现类对象
Inter inter = new InterImpl();
// 多态中访问成员变量的特点:编译看左边,运行看左边
// inter.num = 20; 编译错误,因为是常量
System.out.println(inter.num);
// inter.num2 = 40; 编译错误
System.out.println(inter.num2);
System.out.println(Inter.num);
}
}
接口的案例
需求:对猫和狗进行训练,他们可以跳高了,这里加入跳高功能
请采用抽象类和接口来实现猫狗案例,并在测试类中进行测试
代码展示:
// 动物类
public abstract class Animal {
private String name;
private int age;
// 无参构造
public Animal() {
}
// 带参构造
public Animal(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public abstract void eat();
}
// 跳高接口
interface Jumpping {
// 抽象方法
public abstract void jump();
}
// 猫类
class Cat extends Animal implements Jumpping {
// 无参构造
public Cat() {
}
// 带参构造
public Cat(String name,int age) {
super(name,age);
}
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}
public void jump() {
System.out.println("猫可以跳高了...");
}
}
// 测试类
class AnimalTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建对象,调用方法
// 接口引用类型变量指向了实现类对象
Jumpping jp = new Cat();
// 多态中调用成员方法的特点:编译看左边,运行看右边
jp.jump();
System.out.println("--------------");
// 父类的引用类型变量指向了子类对象
Aniaml an = new Cat();
an.setName("加菲");
an.setAge(5);
System.out.println(an.getName() + "," + an.getAge());
an.eat();
an = new Cat("加菲",5);
System.out.println(an.getName() + "," + an.getAge());
an.eat();
System.out.println("----------------");
Cat c = new Cat();
c.setName("加菲");
c.setAge(5);
System.out.println(c.getName() + "," + c.getAge());
c.eat();
c.jump();
}
}
类和接口的关系
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类与类的关系
继承关系,只能单继承,但支持多层继承
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类与接口的关系
实现关系,可单实现,也可多实现,还可在继承一个类的同时实现多个接口
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接口与接口的关系
继承关系,可单继承、也可多继承
抽象类和接口的区别
-
成员区别
-
抽象类
变量,常量,有构造方法,可有抽象方法,也可没抽象方法
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接口
常量,抽象方法
-
-
关系区别
-
类与类
继承,单继承
-
类与接口
实现,可单实现,也可多实现
-
接口与接口
继承,单继承,多继承
-
-
设计理念的区别
- 抽象类
- 对类抽象,包括属性和行为
- 接口
- 对方法抽象,主要是行为
描述:抽象类与其派生类是一种is-a关系,即父类和派生子类在概念上的本质是相同的(父子关系,血缘关系,很亲密)。接口与其实现类是一种like-a关系,即接口与实现类的关系只是实现了定义的行为,并无本质上的联系(契约关系,比较松散)。
比如:
猫,狗可继承动物,猫,狗都是动物的一种
鸟可实现飞行接口,飞机也可实现飞行接口,但鸟和飞机并无本质联系。
- 抽象类
综合案例
需求:我们现在有兵乓球运动员和篮球运动员,兵乓球教练和篮球教练
为了出国交流,跟兵乓球相关的人员都需要学习英语
请用所学知识分析,这个案例中有哪些具体类,哪些抽象类,哪些接口,并用代码实现
代码展示:
public abstract class Person {
// 编写成员变量
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name,int age) {
this.name = anme;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public abstract void eat();
}
// 抽象运动员类
abstract class Player extends Person {
// 无参构造
public Player() {
}
// 带参构造
public Player(String name,int age) {
super(name,age); // 调用父类中的带参构造
}
// 抽象方法
public abstract void study();
}
// 抽象教练类
abstract class Coach extends Person {
public Coach() {
}
public Coach(String name,int age) {
super(name,age);
}
public abstract void teach();
}
// 学英语接口
interface SpeakEnglish {
public abstract void speak();
}
// 篮球教练
class BasketBallCoach extends Coach {
// 无参构造
public BasketBallCoach() {
}
// 带参构造
public BasketBallCoach(String name,int age) {
super(name,age);
}
// 子类重写父类中的方法
public void teach() {
System.out.println("篮球教练教如何运球和投篮");
}
public void eat() {
System.out.println("篮球教练吃羊肉,喝牛奶");
}
}
// 兵乓球教练
class PingPangCoach extends Coach implements SpeakEnglish {
public PingPangCoach() {
}
public PingPangCoach(String name,int age) {
super(name,age);
}
public void teach() {
System.out.println("兵乓球教练教如何发球和接球");
}
public void eat() {
System.out.println("兵乓球教练吃小白菜,喝大米粥");
}
public void speak() {
System.out.println("兵乓球教练说英语");
}
}
// 兵乓球运动员
class PingPang extends Player implements SpeakEnglish {
public PingPangPlayer() {
}
public PingPangPlayer(String name,int age) {
super(name,age);
}
public void study() {
System.out.println("兵乓球运动员学习如何发球和接球")
}
public void eat() {
System.out.println("乒乓球运动员吃大白菜,喝小米粥");
}
public void speak() {
System.out.println("兵乓球运动员说英语");
}
}
// 篮球运动员
class BasketBallPlayer extends Player {
public BasketBallPlayer() {
}
public BasketBallPlay(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public void study() {
System.out.println("篮球运动员学习如何运球和投篮");
}
public void eat() {
System.out.println("篮球运动员吃牛肉,和牛奶");
}
}