Java进阶篇（一）——接口、继承与多态

　　前几篇是Java的入门篇，主要是了解一下Java语言的相关知识，从本篇开始是Java的进阶篇，这部分内容可以帮助大家用Java开发一些小型应用程序，或者一些小游戏等等。

　　本篇的主题是接口、继承与多态，在看下面的内容之前，首先需要了解一下继承和多态。继承机制的使用可以复用一些定义好的类，减少重复代码的编写；多态机制的使用可以动态调整对象的调用，降低对象之间的依存关系。有了这些概念，再来看接口是做什么用的。

一、接口

　　首先我们需要知道，Java语言只支持单重继承，不支持多继承。这句话的意思就是一个类只能有一个父类，但我们经常需要使用多继承来解决问题，所以Java语言提供了接口来实现类的多重继承功能。

　　1. 接口的定义

　　Java中使用interface来定义一个接口，接口定义与类相似（类的定义用的是class），下面直接上例子。

public interface ICalculate {
    final float PI = 3.1415f;        // 定义常量PI，表示圆周率
    float getArea(float r);            // 定义用于计算面积的方法getArea()
    float getCircumference(float r);    // 定义用于计算周长的方法getCircumference()
}

　　从上述代码可以看出，interface是定义了一个接口，接口名为ICalculate（接口一般可以用大写字母“I”开头），在接口中可以定义变量和方法，但需要注意的是这里的方法都不能写方法体，也即方法名后直接加“；”，而方法的实现是写到实现接口的类中的。还有一点需要注意的是，接口中的所有方法都必须在实现了该接口的类中实现（可以空实现）。

　　接下来演示一下Eclipse中如何创建一个接口。

　　（1）首先在包上右键new一个Interface

　　

　　（2）填写接口名并确定

　　

　　（3）编写代码

　　

　　2. 接口的实现

　　上面定义了一个接口，但要实现接口需要在类中用implements关键字，下面直接看例子，对应的接口是上例中的ICalculate。

public class Calculate implements ICalculate {

    @Override
    public float getArea(float r) {
        float area = PI*r*r;        // 计算圆面积并赋值给area
        return area;                // 返回area的值
    }

    @Override
    public float getCircumference(float r) {
        float circumference = 2*PI*r;    // 计算圆周长并赋值给circumference
        return circumference;            // 返回circumference的值
    }

}

 　　Eclipse中创建步骤如下：

　　（1）填写类名，点击Add添加接口

　　

　　（2）输入查找接口并确定

　　

　　（3）接口导入后点击确定，就可以看到如下界面，填写相应代码即可（创建的每个接口中的方法都必须实现，可以空实现，所以不能删除这里的任何一个方法）

　　

　　一个类可以实现多个接口，写法就是implements后的接口间以“，”隔开即可。如果变量冲突，则通过“接口名.变量”来明确指定变量的接口。

二、继承

　　1. 继承的实现

　　在Java中，使用extends关键字实现继承，extends后跟的是父类名，也就是它从哪个类继承过来的，而用extends的这个类本身称为子类。

　　下面举个简单的例子，在生物学中，鸽子属于鸟的一种，所以鸟是父类，鸽子是子类。

　　父类：

public class Bird {
    String color = "灰色";    // 颜色
    String skin = "羽毛";    // 皮毛
}

　　子类：

public class Pigeon extends Bird {
    public static void main(String[] args) {
        Pigeon pigeon = new Pigeon();
        System.out.println(pigeon.color);
    }
}

　　2. 重写

　　简单来说就是，如果子类方法名和父类方法名相同，那么子类就不能继承父类的方法，此时称子类的方法重写了父类的方法。重写也可称为覆盖。

　　举个简单的例子，这是一个动物类，实现了一个voice方法：

public class Animal {
　　public Animal() {}
　　public void voice() {
        System.out.println("make some voice..");
    }
}

　　创建一个Animal类的子类Dog，重写voice方法发出狗叫：

public class Dog extends Animal{
    public Dog() {}

    @Override
    public void voice(){
        System.out.println("woof...");
    }
}

　　再创建一个Animal类的子类Cat，重写voice方法发出猫叫：

public class Cat extends Animal {
    public Cat() {}

    @Override
    public void voice(){
        System.out.println("nya...");
    }
}

　　此时调用dog和cat中的方法都不会出现“make some voise..”字样，而是对应的狗叫和猫叫。

　　但如果此时再创建一个Animal类的子类，但不重写方法，此时输出为父类Animal中voice方法的内容，创建一个子类Fish如下：

public class Fish extends Animal{
    public Fish() {}
}

　　下面创建一个Zoo类，来调用上述几个方法测试一下：

public class Zoo {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.voice();

        Cat cat = new Cat();
        cat.voice();
        
        Fish fish = new Fish();
        fish.voice();
    }
}

　　运行结果如下：

　　

　　从运行结果可以看出，由于Dog类和Cat类都重写了父类的方法voice()，所以执行其相应的方法，而Fish类中没有重写，所以执行的是父类中的方法。

　　3. super关键字

　　子类可以调用父类声明的构造方法，但是必须在子类的构造方法中使用super关键字来调用；如果想在子类中操作父类中被隐藏的成员变量和被重写的成员方法，也可以使用super关键字。这些在以后的项目中会出现，这里就不举例了，如果使用Java编译器的话，需要使用super关键字但未使用时编译器会有错误提示。

三、多态

　　在Java中，通常使用方法的重载和重写实现类的多态性。

　　重写在上面已经介绍过了，而方法的重载是指在一个类中出现多个方法名相同，但参数个数或参数类型不同的方法，下面举个关于重载的例子。

　　比如求圆形和矩形的面积，是两个名称为getArea()的方法，它们的参数个数不同，如下：

// 求圆形面积
public float getArea(float r) {
    float area = PI*r*r;
    return area;
}

// 求矩形面积
public float getArea(float a, float b) {　　// 重载getArea()方法
    float area = a*b;
    return area;
}

　　再比如添加一个学生的信息，是两个名称为setStudent()方法，它们的参数类型不同，如下：

// 添加学生号
public void setStudent(int ID) {
    this.stu_id = ID;
}

// 添加求学生姓名
public void setStudent(String name) {
    this.stu_name = name;
}

　　需要注意的是，在进行方法的重载时，方法返回值的类型不能作为区分方法的标志。