面向对象-多态（引入抽象类和接口）

多态

多态的概述

什么是多态

字面上讲，多态就是某一个事物，在不同时刻表现出来的不同状态。
当我们多个子类继承一个父类时，使父类引用指向子类对象（父类 对象名=new 子类()），就是多态的形式。

多态的前提

1. 要有继承关系。
2. 要有方法重写。 其实没有也是可以的，但是如果没有这个就没有意义。
   子类需要对父类方法进行重写，多态就是为了通过调取父类类型的对象既可完成子类特有功能，若子类无方法重写，我们直接调取子类对象即可，失去了多态的意义。
3. 要有父类引用指向子类对象。父 f = new 子();

多态的优势与劣势

• 优势
  比如我们需要对几种不同的动物饮食习惯进行描述，那么这些不同的动物有公共的属性与功能，为了同时体现出他们独有的功能属性，继承是必不可少的。

1. 现在我们定义猫、狗和老虎（三个类继承于动物父类）：
   
2. 在不使用多态时，我们添加Set类来调用eat：
   
3. 测试这三种动物的饮食习惯
   
4. 但是如果现在出现了一个新的物种猫狗兽CatDog，我们需要新增加一个子类Catdog：
   
   但是在增加子类的同时我们的Set类中也需要添加对CatDog类中eat方法的调用，如果在增添大量的子类，我们会发现Set类需要不断的修改：
   
   会发现过程会变得十分的繁琐，是代码毫无扩展性。所以我们引入多态的形式
   
   
   这样就变得简单了许多，并且增添新的子类是无需修改Set类。提高了代码的扩展性，降低了类之间的耦合性。

• 弊端
  多态无法调用子类特有的方法
  当我们用父类引用创建子类对象时，通过父类调用子类特有方法会出现类型转换异常：
  
  
  这时我们需要向下转型（多态就是向上转型），将父引用转成他所指向的那个子类型：
  

多态中的成员访问特点

我们创建一个父类一个子类，子类继承与父类，其中都有各自的成员变量，构造方法，静态方法，并且子类重写了父类的成员方法，我们通过多态的形式创建子类对象。

构造方法

创建子类对象的时候，会访问父类的构造方法，对父类的数据进行初始化。

成员变量

• 多态的形式去访问成员变量，访问的还是父类的成员变量
• 编译看左边，运行看左边
  
  

成员方法

• 多态的形式去调用方法时，调用的是子类改写后的成员方法。
• 编译看左边，运行看右边
  
  

静态方法

• 引为静态方法内存中存在于方法区，可通过类名直接调用，所以静态方法不算重写，通过子类对象调用的依然是父类的静态方法，想调用子类的静态方法直接通过子类名访问。
• 编译看左边，运行看左边
  
  

抽象类

回想前面我们的猫狗案例，提取出了一个动物类。并且我们也创建过了动物对象，其实这是不对的。
因为我们给动物定义具体的功能属性本来就是不合理的，动物是一个抽象的事物，并不是一个具体的事物，所以我们不应该给动物定义具体的属性和功能，之给出一个声明即可，具体的功能应该在具体的猫狗等等中具体定义。

抽象类概述

什么是抽象类

• 在Java中，一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类。

抽象类特点

• 我们依然拿描述动物和猫举例

1. 抽象类和抽象方法必须用abstract关键字修饰
   抽象类格式: abstract class 类名 {}
   抽象方法格式: public abstract void eat();
   
2. 抽象类不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
   
3. 当一个类，继承了一个抽象类，那么这个抽象类中的所有抽象方法，子类必须重写
   
4. 抽象类中可以有构造方法,抽象类不能进行实例化,那么要构造方法有什么作用呢?
   用于子类访问父类数据时的初始化
   抽象类不能直接实例化那么，抽象类如何实例化呢?
   按照多态的方式，由具体的子类实例化。其实这也是多态的一种，抽象类多态。
   
5. 抽象类的子类：要么是抽象类，要么重写抽象类中的所有抽象方法
   

抽象类的成员特点

1. :成员变量：既可以是变量，也可以是常量。
2. 构造方法：有
   用于子类访问父类数据的初始化。
3. 成员方法：既可以是抽象的，也可以是非抽象的。

• 抽象类的成员方法有什么特性呢？

1. 抽象方法：强制要求子类做的事情。
2. 非抽象方法：由子类继承，提高代码复用性。

接口

继续回想我们的猫狗案例，当我们已经定义过了猫和够的属性与功能，有一天突然发现我们的猫学会了抓老鼠，狗学会了看门，我们去在子类中添加这些功能会十分麻烦，也不合适，因为不是所有的猫和狗都学会了额外的本领。
所以，为了体现事物功能的扩展性，Java中就提供了接口来定义这些额外功能，并不给出具体实现，将来哪些猫狗具备了这种特性，只需要这部分猫狗把这些额外功能实现即可。

接口的特点

1. 接口用关键字interface表示 格式: interface 接口名 {}
   接口中定义的是抽象方法
   
2. 类实现接口用implements表示 格式:class 类名 implements 接口名 {}
   实现接口的子类必须对接口中方法进行重写
   
3. 接口不能实例化那么，接口如何实例化呢?
   按照多态的方式来实例化。
   
4. 接口的子类：

• 可以是抽象类。但是意义不大。
• 可以是具体类。要重写接口中的所有抽象方法。

接口的成员特点

1. 成员变量：只能是常量，并且是静态的。
   默认修饰符：public static final
   建议：自己手动给出。
   
2. 构造方法：接口没有构造方法。
3. 成员方法：只能是抽象方法。
   默认修饰符：public abstract
   建议：自己手动给出。
   

• JDK1.8之后在接口中提供了用default修饰的方法，可以给出功能的具体实现，子类可以继承下去用
  
  

类、抽象类、 接口之间的关系

类与接口的关系

1. 类与类：
   继承关系,只能单继承,可以多层继承。
2. 类与接口：
   实现关系,可以单实现,也可以多实现。
   并且还可以在继承一个类的同时实现多个接口。
   这说明接口的引入弥补了继承关系中无法多继承的缺陷
   
3. 接口与接口：
   继承关系,可以单继承,也可以多继承。
   

抽象类和接口的区别

成员区别

• 抽象类
  成员变量：可以变量，也可以常量
  构造方法：有
  成员方法：可以抽象，也可以非抽象
• 接口：
  成员变量：只可以常量
  成员方法：只可以抽象

关系区别

• 类与类
  继承，单继承
• 类与接口
  实现，单实现，多实现
• 接口与接口
  继承，单继承，多继承

设计理念区别

• 抽象类
  被继承体现的是：”is a”的关系。 抽象类中定义的是该继承体系的共性功能。
• 接口
  被实现体现的是：”like a”的关系。 接口中定义的是该继承体系的扩展功能。