JavaSE知识-09(面向对象_多态&抽象类&接口)

目录

• 多态的概述及其代码体现
• 多态中的成员访问特点之成员变量
• 多态中的成员访问特点之成员方法
• 多态中的成员访问特点之静态成员方法
  • 多态中向上转型和向下转型
• 多态的好处和弊端
• 抽象类的概述及其特点
• 猫狗案例
• 老师案例
• 员工案例
• 两道概念题
• 接口的概述及其特点
• 接口的成员特点
• 类与类,类与接口,接口与接口的关系
• 抽象类和接口的区别
• 猫狗案例加入跳高功能分析及其代码实现

多态的概述及其代码体现

• 多态(polymorphic)概述
  • 事物存在的多种形态
• 多态前提
  • a:要有继承关系。
  • b:要有方法重写。
  • c:要有父类引用指向子类对象。

class Demo1_Polymorphic {
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat();
		c.eat();

		Animal a = new Cat();  //猫是一只动物				//父类引用指向子类对象
		a.eat();
	}
}

class Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("动物吃饭");
	}
}

class Cat extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("猫吃鱼");
	}
}

运行结果为猫吃鱼 猫吃鱼

多态中的成员访问特点之成员变量

• 成员变量
  • 编译看左边(父类)，运行看左边(父类)。
    

运行结果为 10 20

多态中的成员访问特点之成员方法

• 成员方法
  • 编译看左边(父类)，运行看右边(子类)。

将Father.class 中的print方法注释掉就会报错:找不到符号 f.print();
运行结果为 son

多态中的成员访问特点之静态成员方法

• 静态方法

  • 编译看左边(父类)，运行看左边(父类)。
  • (静态和类相关，算不上重写，所以，访问还是左边的)

• 只有非静态的成员方法,编译看左边,运行看右边

class Demo2_Polymorphic {
	public static void main(String[] args) {
		Father f = new Son();
		f.method();							//相当于是Father.method()
	}
}

class Father {
	public static void method() {
		System.out.println("father static method");
	}
}

class Son extends Father {
	public static void method() {
		System.out.println("son static method");
	}
}

运行结果为father static method

多态中向上转型和向下转型

class Demo3_SuperMan {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new SuperMan();			//父类引用指向子类对象,超人提升为了人,向上转型
											//父类引用指向子类对象就是向上转型
		System.out.println(p.name);
		p.谈生意();
		SuperMan sm = (SuperMan)p;			//向下转型
		sm.fly();
	}
}

class Person {
	String name = "John";
	public void 谈生意() {
		System.out.println("谈生意");
	}
}

class SuperMan extends Person {
	String name = "superMan";

	public void 谈生意() {
		System.out.println("谈几个亿的大单子");
	}

	public void fly() {
		System.out.println("飞出去救人");
	}
}

运行结果为 John 谈几个亿的大单子 飞出去救人

• 多态的好处
  • a:提高了代码的维护性(继承保证)
  • b:提高了代码的扩展性(由多态保证)
  • 可以当作形式参数,可以接收任意子类对象
• 多态的弊端
  • 不能使用子类的特有属性和行为。

多态的好处和弊端

class Demo4_Animal {
	public static void main(String[] args) {
		//Cat c1 = new Cat();
		//c1.eat();
		method(new Cat());
		method(new Dog());

		//Animal a = new Cat();			实际开发中很少在创建对象的时候用父类引用指向子类对象,直接创建子类对象更方便,可以使用子类中的特有属性和行为
	}
	
	//Cat c = new Dog();狗是一只猫,这是错误的
	/*public static void method(Cat c) {			
		c.eat();
	}

	public static void method(Dog d) {
		d.eat();
	}*/
	
	//如果把狗强转成猫就会出现类型转换异常,ClassCastException
	public static void method(Animal a) {	//当作参数的时候用多态最好,因为扩展性强
		//关键字 instanceof 判断前边的引用是否是后边的数据类型
		if (a instanceof Cat) {
			Cat c = (Cat)a;
			c.eat();
			c.catchMouse();
		}else if (a instanceof Dog) {
			Dog d = (Dog)a;
			d.eat();
			d.lookHome();
		}else {
			a.eat();
		}
	}
}

class Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("动物吃饭");
	}
}

class Cat extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("猫吃鱼");
	}

	public void catchMouse() {
		System.out.println("抓老鼠");
	}
}

class Dog extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("狗吃肉");
	}

	public void lookHome() {
		System.out.println("看家");
	}
}

抽象类的概述及其特点

• A:抽象类概述
  • 抽象就是看不懂的
• B:抽象类特点
  • a:抽象类和抽象方法必须用abstract关键字修饰
    • abstract class 类名 {}
    • public abstract void eat();
  • b:抽象类不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类或者是接口
  • c:抽象类不能实例化那么，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。
  • d: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 推荐

class Demo1_Abstract {
	public static void main(String[] args) {
		//Animal a = new Animal();			//错误: Animal是抽象的; 无法实例化
		Animal a = new Cat();				//父类引用指向子类对象
		a.eat();
	}
}


abstract class Animal {						//抽象类
	public abstract void eat();				//抽象方法

	public Animal() {
		System.out.println("父类空参构造");
	}
}

class Cat extends Animal {
	public Cat() {
		super();
	}
	public void eat() {
		System.out.println("猫吃鱼");
	}
}

运行结果为 父类空参构造 猫吃鱼

猫狗案例

• 具体事物：猫，狗
• 共性：姓名，年龄，吃饭
• 猫的特性:抓老鼠
• 狗的特性:看家

class Test1_Animal {
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat("加菲",8);
		System.out.println(c.getName() + "..." + c.getAge());
		c.eat();
		c.catchMouse();

		Dog d = new Dog("八公",30);
		System.out.println(d.getName() + "..." + d.getAge());
		d.eat();
		d.lookHome();
	}
}

abstract class Animal {
	private String name;				//姓名
	private int age;					//年龄

	public Animal(){}					//空参

	public Animal(String name,int age) {//有参
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public void setName(String name) {	//设置姓名
		this.name = name;
	}

	public String getName() {			//获取姓名
		return name;
	}

	public void setAge(int age) {		//设置年龄
		this.age = age;
	}

	public int getAge() {				//获取年龄
		return age;
	}

	public abstract void eat();			//吃饭
}

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

	public Cat(String name,int age) {//有参
		super(name,age);
	}

	public void eat() {
		System.out.println("猫吃鱼");
	}

	public void catchMouse() {
		System.out.println("抓老鼠");
	}
}

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

	public Dog(String name,int age) {//有参
		super(name,age);
	}

	public void eat() {
		System.out.println("狗吃肉");
	}

	public void lookHome() {
		System.out.println("看家");
	}
}

老师案例

• 具体事物：基础班老师，就业班老师
  • 共性：姓名，年龄，讲课。

class Test2_Teacher {
	public static void main(String[] args) {
		BaseTeacher bt = new BaseTeacher("冯佳",18);
		bt.teach();
	}
}

abstract class Teacher {
	private String name;				//姓名
	private int age;					//年龄

	public Teacher(){}					//空参

	public Teacher(String name,int age) {//有参
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public void setName(String name) {	//设置姓名
		this.name = name;
	}

	public String getName() {			//获取姓名
		return name;
	}

	public void setAge(int age) {		//设置年龄
		this.age = age;
	}

	public int getAge() {				//获取年龄
		return age;
	}

	public abstract void teach();
}

class BaseTeacher extends Teacher {
	public BaseTeacher(){}					//空参

	public BaseTeacher(String name,int age) {//有参
		super(name,age);
	}

	public void teach() {
		System.out.println("我的姓名是:" + this.getName() + ",我的年龄是:" + this.getAge() + ",讲的内容是java基础");
	}
}

员工案例

• 假如我们在开发一个系统时需要对程序员类进行设计，程序员包含3个属性：姓名、工号以及工资。
• 经理，除了含有程序员的属性外，另为还有一个奖金属性。
• 请使用继承的思想设计出程序员类和经理类。要求类中提供必要的方法进行属性访问。

class Test3_Employee {
	public static void main(String[] args) {
		Coder c = new Coder("德玛西亚","007",8000);
		c.work();

		Manager m = new Manager("苍老师","9527",3000,20000);
		m.work();
	}
}

abstract class Employee {
	private String name;					//姓名
	private String id;						//工号
	private double salary;					//工资

	public Employee() {}					//空参构造

	public Employee(String name,String id,double salary) {
		this.name = name;
		this.id = id;
		this.salary = salary;
	}

	public void setName(String name) {		//设置姓名
		this.name = name;
	}

	public String getName() {				//获取姓名
		return name;
	}

	public void setId(String id) {			//设置id
		this.id = id;
	}

	public String getId() {					//获取id
		return id;
	}

	public void setSalary(double salary) {	//设置工资
		this.salary = salary;
	}

	public double getSalary() {				//获取工资
		return salary;
	}

	public abstract void work();
}

//程序员
class Coder extends Employee {
	public Coder() {}					//空参构造

	public Coder(String name,String id,double salary) {
		super(name,id,salary);
	}

	public void work() {
		System.out.println("我的姓名是:" + this.getName() + ",我的工号是:" + this.getId() + ",我的工资是:" 
			+ this.getSalary() + ",我的工作内容是敲代码");
	}
}

//项目经理
class Manager extends Employee {
	private int bonus;					//奖金
	public Manager() {}					//空参构造

	public Manager(String name,String id,double salary,int bonus) {
		super(name,id,salary);
		this.bonus = bonus;
	}

	public void work() {
		System.out.println("我的姓名是:" + this.getName() + ",我的工号是:" + this.getId() + ",我的工资是:" 
			+ this.getSalary() + ",我的奖金是:" + bonus + ",我的工作内容是管理");
	}
}

两道概念题

• 题1
  • 一个抽象类如果没有抽象方法，可不可以定义为抽象类?如果可以，有什么意义?
  • 可以
  • 这么做目的只有一个,就是不让其他类创建本类对象,交给子类完成
• 试题2
  • abstract不能和哪些关键字共存
    abstract和static
    被abstract修饰的方法没有方法体
    被static修饰的可以用类名.调用,但是类名.调用抽象方法是没有意义的
    abstract和final
    被abstract修饰的方法强制子类重写
    被final修饰的不让子类重写,所以他俩是矛盾
    abstract和private
    被abstract修饰的是为了让子类看到并强制重写
    被private修饰不让子类访问,所以他俩是矛盾的

abstract class Demo {
	//public static abstract void print();		//错误: 非法的修饰符组合: abstract和static
	//public final abstract void print();		//错误: 非法的修饰符组合: abstract和final
	private abstract void print();				//错误: 非法的修饰符组合: abstract和private
}

接口的概述及其特点

• A:接口概述
  • 从狭义的角度讲就是指java中的interface
  • 从广义的角度讲对外提供规则的都是接口
• B:接口特点
  • a:接口用关键字interface表示
    • interface 接口名 {}
  • b:类实现接口用implements表示
    • class 类名 implements 接口名 {}
  • c: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。
  • d:接口的子类
    • a:可以是抽象类。但是意义不大。
    • b:可以是具体类。要重写接口中的所有抽象方法。【推荐】

class Demo1_Interface {
	public static void main(String[] args) {
		//Inter i = new Inter();		//接口不能被实例化,因为调用抽象方法没有意义
		Inter i = new Demo();			//父类引用指向子类对象
		i.print();
	}
}

interface Inter {
	public abstract void print();					//接口中的方法都是抽象的
}

class Demo implements Inter {
	public void print() {
		System.out.println("print");
	}
}

接口的成员特点

• A:接口成员特点
  • 成员变量；只能是常量，并且是静态的并公共的。
    * 默认修饰符：public static final
    * 建议：自己手动给出。
  • 构造方法：接口没有构造方法。
  • 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。

class Demo2_Interface {
	public static void main(String[] args) {
		Demo d = new Demo();
		d.print();
		System.out.println(Inter.num);
	}
}

interface Inter {
	public static final int num = 10;
	//public Inter(){}	错误:需要<标识符>	//接口中没有构造方法

	/*public void print() {	//错误:接口方法不能带有主体			接口中不能定义非抽象方法
	
	}*/

	public abstract void print();
}

class Demo /*extends Object*/ implements Inter {	//一个类不写继承任何类,默认继承Object类
	public void print() {//如果不加public,错误:Demo中的print()无法实现Inter中的print(),void print()正在尝试访问更低的权限,以前为public
		//num = 20; 错误:无法为最终变量num分配值
		System.out.println(num);
	}

	public Demo() {
		super();
	}

}

类与类,类与接口,接口与接口的关系

• a:类与类：
  * 继承关系,只能单继承,可以多层继承。
• b: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。
• c:接口与接口：
  * 继承关系,可以单继承,也可以多继承。

class Demo3_Interface {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Hello World!");
	}
}

/*
* A:类与类,类与接口,接口与接口的关系
	* a:类与类：
		* 继承关系,只能单继承,可以多层继承。
	* b: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。
	* c:接口与接口：
		* 继承关系,可以单继承,也可以多继承。
*/

interface InterA {
	public abstract void printA();
}

interface InterB {
	public abstract void printB();
}

interface InterC extends InterB,InterA {            //可以单继承,也可以多继承。
}
//class Demo implements InterA,implements InterB {		//这么做不允许是非法的
class Demo extends Object implements InterA,InterB {    //可以单实现,也可以多实现。
	public void printA() {
		System.out.println("printA");
	}

	public void printB() {
		System.out.println("printB");
	}
}

抽象类和接口的区别

• A:成员区别

  • 抽象类：//比普通类能多定义抽象方法而已
    • 成员变量：可以变量，也可以常量(加final)
    • 构造方法：有 //为给子类初始化
    • 成员方法：可以抽象，也可以非抽象//非抽象子类继承直接使用, 而抽象子类需重写
  • 接口：
    • 成员变量：只可以常量//前有关键字public static final
    • 成员方法：只可以抽象//前有关键字public abstract

• B: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

• C: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。

猫狗案例加入跳高功能分析及其代码实现

• 案例演示
  • 动物类：姓名，年龄，吃饭，睡觉。//共性定义在抽象类
  • 猫和狗
  • 动物培训接口：跳高//某些具备, 扩展

class Test_Animal {
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat("加菲",8);
		c.eat();
		c.sleep();

		JumpCat jc = new JumpCat("跳高猫",3);
		jc.eat();
		jc.sleep();
		jc.jump();
	}
}

abstract class Animal{
	private String name;
	private int age;

	public Animal(){}					//空参构造

	public Animal(String name,int age){//有参构造
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	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();

	public abstract void sleep();
}

interface Jumping{     //跳高的接口
	public void jump();
}

class Cat extends Animal{
	public Cat(){}				//空参构造

	public Cat(String name,int age){//有参构造
		super(name,age);
	}

	public void eat(){
		System.out.println("猫吃鱼");
	}

	public void sleep(){
		System.out.println("侧着睡");
	}
}

class JumpCat extends Cat implements Jumping{
	public JumpCat() {}					//空参构造

	public JumpCat(String name,int age) {//有参构造
		super(name,age);
	}

	public void jump() {
		System.out.println("猫跳高");
	}
}

运行结果:
猫吃鱼
侧着睡
猫吃鱼
侧着睡
猫跳高