Java抽象类和接口使用梳理
目录
- 抽象类
- 抽象方法
- 抽象类三大原则
- 接口
- 接口使用原则
- JDK两大内置接口
- java.lang.Comparable 比较接口
- java.lang.Cloneable 克隆接口
- 对象的深浅拷贝
- 抽象类和接口的区别
抽象类
什么是抽象类呢?在现实生活中,我们说“人类”,我们无法对应到具体某个人,同样的,“动物类”、“图形类”这些无法映射到具体的对象的类就是抽象类。
抽象类是普通类的超集,意思就是普通类有的抽象类也有,只是它比普通类多了一些抽象方法而已。这些抽象方法可以有一个,也可以有多个。
它存在的意义就是让子类来覆写它的抽象方法,抽象类和抽象方法的实现使用 abstract 关键字实现:
此时Sharp类就是抽象类,可以看到它的图标和普通类都有所不同。
抽象方法
示例:
public abstract void print();
抽象方法所在的类一定是抽象类,抽象方法只有方法声明,没有方法体{}
注意区分没有方法体和方法体为空的情况
public abstract void print();//这是没有方法体
public abstract void print(){ } //这是方法体为空,它是普通方法
抽象类三大原则
1.抽象类无法直接实例化对象。例如上面的 Sharp 类,Sharp sharp = new Sharp();//这是错误的
2.子类继承抽象类,必须覆写抽象类中的所有抽象方法(前提是子类是普通类)
Triangle是一个普通类,此时没覆写方法就报错了,这时我们使用alt + enter 快捷键,点击第一行,再点击ok,就覆写了父类的抽象方法
但是当子类依然是抽象类时,可以选择不覆写抽象方法
3.final 和 abstract 不能同时使用、private 和 abstract 不能同时使用
抽象类存在的最大意义就是被继承,而且它仍然满足继承关系的 is a 原则
abstract class Person
class Chinese extends Person √
class Dog extends Person × //因为Dog not is a Person
同时抽象类任然受到单继承的局限,此时我们就引出了接口来打破这两个局限
接口
Java使用 interface 关键字定义接口,接口中只有全局常量和抽象方法(JDK之前)JDK8扩展了default方法。子类使用 implements 实现接口
一般接口的命名使用大写 ' I ' 字母开头,子类命名以 Impl 结尾
全局常量:
public static final int NUM = 10;
抽象方法:
public abstract String msg( );
接口使用原则
1.接口中只有 public 权限,且只有全局常量和抽象方法,所以 abstract、static、final、public这些关键字在接口内部都可以省略
public interface IMassage { int NUM = 10;//全局常量 String msg();//抽象方法 }
2.接口没有单继承限制,子类可以同时实现多个父接口,多个接口之间使用逗号分隔。此时子类必须实现父类接口中所有的抽象方法
public interface IMassage { int NUM = 10;//全局常量 String msg();//抽象方法 } interface INews{ void getNews(); } //子类 public class MessageImpl implements IMassage,INews{ public String msg() { return null; } public void getNews() { } }
接口可以使用 extends 继承多个父接口,下面的示例若类要实现接口 C ,就必须覆写 A、B、C中所有的抽象方法
interface A{ void testA(); } interface B{ void testB(); } interface C extends A,B{ }
3.接口依然不能直接实例化对象,需要通过向上转型实现
public class MessageImpl implements IMassage,INews{ public String msg() { return "hello JAVA"; } public void getNews() { System.out.println("hello n~"); } public static void main(String[] args) { IMassage m = new MessageImpl(); System.out.println(m.msg()); } }
//输出:hello JAVA
m只能调用msg方法,不能调用INews接口类定义的方法,需要用父类间的相互转换实现调用
INews n = (INews)m; n.getNews();
//输出:hello n~
4.子类若既要继承类又要实现接口,就先继承,后实现接口
public class D extends A implements X,Y{ }
JDK两大内置接口
java.lang.Comparable 比较接口
引入示例:使用排序方法比较Student类中的对象
public class Student { private String name; private int age; public Student(String name,int age){ this.name = name; this.age = age; } public String toString(){ return "Student{" + "name=" + name+'\''+ ",age="+ age + '}'; } public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student("张三",18); Student s2 = new Student("李四",20); Student s3 = new Student("王五",30); Student[] students = {s3,s1,s2}; Arrays.sort(students); System.out.println(Arrays.toString(students)); } }
运行结果:
程序报错,因为Student类是自定义类型,当使用Arrays.sort方法对自定义类型进行排序时,自定义类型需要实现 Comparable 才具有可比较的能力
因此我们将上述示例做如下改动:
public class Student implements Comparable<Student>{ private String name; private int age; public Student(String name,int age){ this.name = name; this.age = age; } public String toString(){ return "Student{" + "name=" + name+'\''+ ",age="+ age + '}'; } @Override public int compareTo(Student o) { if (this.age == o.age){ return 0; }else if (this.age < o.age){ return -1; } return 1; } public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student("张三",18); Student s2 = new Student("李四",20); Student s3 = new Student("王五",30); Student[] students = {s3,s1,s2};//乱序放入数组 Arrays.sort(students); System.out.println(Arrays.toString(students)); } }
//输出结果:
[Student{name=张三',age=18}, Student{name=李四',age=20}, Student{name=王五',age=30}]
可以看到数组按照年龄的升序排序,达到了预期效果。如果想要按照年龄降序排列,只需要修改 compareTo 方法中的一和负一
实现Comparable接口,必须覆写它的compareTo方法,该方法返回的数字:
- =0 表示当前对象等于目标对象 o
- >0 表示当前对象等于目标对象 o
- <0 表示当前对象等于目标对象 o
java.lang.Cloneable 克隆接口
在程序中,克隆是指复制一个新的对象,而这个新对象的属性值是从旧对象中拷贝过来的
Cloneable 接口是一个标记接口,本身没有任何抽象方法,当一个类实现了 Cloneable 接口,就表示该类具备了克隆的能力,这个能力是JVM赋予的,要知道在堆上开辟空间和对象创建都由JVM实现。
我们需要覆写 Object 类的 clone 方法,点击向上转型的图标我们就能看到 Object 提供的该方法
可以看到,clone 方法没有方法体,用 native 关键字修饰,叫做本地方法,clone方法不是Java语言实现的,而是C++实现的,要知道JVM就是由C++实现的。所以本地方法就表示Java调用了C++的同名方法,此处只是方法声明,具体的方法实现是在C++中。所以虽然它没有方法体,但它并不是抽象方法。
这里我们就能知道一个小知识点:没有方法体的方法不一定就是抽象方法
代码示例:
public class Cat implements Cloneable{ private String name; @Override protected Cat clone() throws CloneNotSupportedException { return (Cat) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Cat c1 = new Cat(); c1.name = "喵喵"; Cat c2 = c1.clone(); System.out.println(c1 == c2); System.out.println(c2.name); } }
输出结果:
可以看到,输出 false表示c1和c2不是同一个地址,也就是说在堆上为c2开辟了一个新空间,将c1的值拷贝给了c2
对象的深浅拷贝
我们先看一个示例:
class A{ int num; } public class B implements Cloneable{ A a = new A(); @Override protected B clone() throws CloneNotSupportedException { return (B)super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { B b1 = new B(); B b2 = b1.clone(); System.out.println(b1 == b2); System.out.println(b2.a.num); b1.a.num = 100; System.out.println(b2.a.num); } }
输出:false
0
100
根据结果我们看到,将b1.a的值改为100后,b2.a也随之变化,就是说b1.a 和 b2.a 指向了相同的对象
这就是浅拷贝,拷贝出的 b1 对象只是拷贝了 b1 自身, 而没有拷贝内部包含的 a 对象. 此时 b1 和 b2 中包含的 a 引用仍然是指向同一个对象. 此时修改一边, 另一边也会发生改变.
我们将代码做如下修改:
class A implements Cloneable{ int num; @Override protected A clone() throws CloneNotSupportedException { return (A)super.clone(); } } public class B implements Cloneable{ A a = new A(); @Override protected B clone() throws CloneNotSupportedException { B b = new B(); b.a = a.clone(); return b; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { B b1 = new B(); B b2 = b1.clone(); System.out.println(b1 == b2); System.out.println(b2.a.num); b1.a.num = 100; System.out.println(b2.a.num); } }
结果:false
0
0
我们让A类也实现克隆接口,可以看到b1.a的修改没有影响b2.a,说明此时b1和b2内部包含的a对象也是不同的,这种拷贝就叫做深拷贝
在Java中,实现深拷贝的方式有两种:一种是递归实现Cloneable,上述的例子就是递归实现的;另外一种就是通过序列化(Serializable 接口)来进行拷贝。这两种方法现在已经不常用了,现在实现深拷贝是将对象转为json字符串
抽象类和接口的区别
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