java面向对象 - 抽象类、接口、内部类

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抽象类与抽象方法

抽象类是用来模型化那些父类无法确定全部实现,而是由其子类提供具体实现的对象的类。

抽象类不一定有抽象方法,而没有抽象方法的类也可以声明为具体类,但是抽象方法所在的类必须是抽象类。


为什么 abstract 只能修饰类和方法呢?

因为抽象要想到继承,继承的话就会涉及到 类的继承方法的重写。

为什么 abstract 只能非私有、非静态、非最终的类和方法呢?

一:因为私有的话,不能访问,自然不能继承。

二:静态的话:

① 因为抽象的意思是”不实现任何功能“ ,而静态的意思是”无论你有没有一个对象实例,都要这个功能“ ,所以说它们逻辑上就是矛盾的。

抽象这个符号表示这个方法一定要在子类里面覆写。因为静态成员不能在子类里面被覆写,abstrac就不可能修饰它们了。

三:最终的话:类的话不能继承,方法的话不能重写,所以直接就不可以了。

可以,因为是继承关系子类也要用抽象类(父类)的构造器去继承父类的属性和方法,子类的构造器第一行默认第一句是super,而且抽象类默认都会提供一个无参的构造器。

抽象类的匿名子类对象(看源码时可能会碰到)

匿名对象:

匿名子类的对象:


抽象类的匿名子类对象:

package com.atguigu.java;
/*
 * 抽象类的匿名子类
 * 
 */
public class PersonTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		method(new Student());//匿名对象
		
		Worker worker = new Worker();
		method1(worker);//非匿名的类非匿名的对象
		
		method1(new Worker());//非匿名的类匿名的对象
		
		System.out.println("********************");
		
		//创建了一匿名子类的对象:p
		Person p = new Person(){

			@Override
			public void eat() {
				System.out.println("吃东西");
			}

			@Override
			public void breath() {
				System.out.println("好好呼吸");
			}
			
		};
		
		method1(p);
		System.out.println("********************");
		//创建匿名子类的匿名对象
		method1(new Person(){
			@Override
			public void eat() {
				System.out.println("吃好吃东西");
			}

			@Override
			public void breath() {
				System.out.println("好好呼吸新鲜空气");
			}
		});
	}
	
	
	public static void method1(Person p){
		p.eat();
		p.breath();
	}
	
	public static void method(Student s){
		
	}
}

class Worker extends Person{

	@Override
	public void eat() {
	}

	@Override
	public void breath() {
	}
	
}

(重点) 多态的应用:模板方法设计模式(TemplateMethod)

模板模式的常用地方

模板模式的示例

测试代码执行速度

package com.atguigu.java;
/*
 * 抽象类的应用:模板方法的设计模式
 * 
 */
public class TemplateTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		SubTemplate t = new SubTemplate();
		
		t.spendTime();
	}
}

abstract class Template{
	
	//计算某段代码执行所需要花费的时间
	public void spendTime(){
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		this.code();//不确定的部分、易变的部分
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		
		System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
		
	}
	
	public abstract void code();
	
	
}

class SubTemplate extends Template{

	@Override
	public void code() {
		
		for(int i = 2;i <= 1000;i++){
			boolean isFlag = true;
			for(int j = 2;j <= Math.sqrt(i);j++){
				
				if(i % j == 0){
					isFlag = false;
					break;
				}
			}
			if(isFlag){
				System.out.println(i);
			}
		}

	}
	
}
提升代码扩展性
package com.atguigu.java;
//抽象类的应用:模板方法的设计模式
public class TemplateMethodTest {

	public static void main(String[] args) {
		BankTemplateMethod btm = new DrawMoney();
		btm.process();

		BankTemplateMethod btm2 = new ManageMoney();
		btm2.process();
	}
}
abstract class BankTemplateMethod {
	// 具体方法
	public void takeNumber() {
		System.out.println("取号排队");
	}

	public abstract void transact(); // 办理具体的业务 //钩子方法

	public void evaluate() {
		System.out.println("反馈评分");
	}

	// 模板方法,把基本操作组合到一起,子类一般不能重写
	public final void process() {
		this.takeNumber();

		this.transact();// 像个钩子,具体执行时,挂哪个子类,就执行哪个子类的实现代码

		this.evaluate();
	}
}

class DrawMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要取款!!!");
	}
}

class ManageMoney extends BankTemplateMethod {
	public void transact() {
		System.out.println("我要理财!我这里有2000万美元!!");
	}
}

接口

package com.atguigu.java1;
/*
 * 接口的使用
 * 1.接口使用interface来定义
 * 2.Java中,接口和类是并列的两个结构
 * 3.如何定义接口:定义接口中的成员
 * 		
 * 		3.1 JDK7及以前:只能定义全局常量和抽象方法
 * 			>全局常量:public static final的.但是书写时,可以省略不写
 * 			>抽象方法:public abstract的.但是书写时,可以省略不写
 * 			
 * 		3.2 JDK8:除了定义全局常量和抽象方法之外,还可以定义静态方法、默认方法(略)
 * 
 * 4. 接口中不能定义构造器的!意味着接口不可以实例化
 * 
 * 5. Java开发中,接口通过让类去实现(implements)的方式来使用.
 *    如果实现类覆盖了接口中的所有抽象方法,则此实现类就可以实例化
 *    如果实现类没有覆盖接口中所有的抽象方法,则此实现类仍为一个抽象类
 *    
 * 6. Java类可以实现多个接口   --->弥补了Java单继承性的局限性
 *   格式:class AA extends BB implements CC,DD,EE
 *   
 * 7. 接口与接口之间可以继承,而且可以多继承
 * 
 * *******************************
 * 8. 接口的具体使用,体现多态性
 * 9. 接口,实际上可以看做是一种规范
 * 
 * 面试题:抽象类与接口有哪些异同?
 * 
 */
public class InterfaceTest {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Flyable.MAX_SPEED);
		System.out.println(Flyable.MIN_SPEED);
//		Flyable.MIN_SPEED = 2;
		
		Plane plane = new Plane();
		plane.fly();
	}
}


interface Flyable{
	
	//全局常量
	public static final int MAX_SPEED = 7900;//第一宇宙速度
	int MIN_SPEED = 1;//省略了public static final
	
	//抽象方法
	public abstract void fly();
	//省略了public abstract
	void stop();
	
	
	//Interfaces cannot have constructors
//	public Flyable(){
//		
//	}
}

interface Attackable{
	
	void attack();
	
}

class Plane implements Flyable{

	@Override
	public void fly() {
		System.out.println("通过引擎起飞");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("驾驶员减速停止");
	}
	
}

abstract class Kite implements Flyable{

	@Override
	public void fly() {
		
	}
	
}

class Bullet extends Object implements Flyable,Attackable,CC{

	@Override
	public void attack() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void fly() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void stop() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void method1() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void method2() {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}
	
}
//************************************

interface AA{
	void method1();
}
interface BB{
	
	void method2();
}

interface CC extends AA,BB{
	
}

接口的应用:代理模式(Proxy)

代理模式的应用和分类

接口的应用:工厂模式

面试题

第一题

解析:

编译器不知道调用哪个 “ x ” 。 x是不明确的。

修改方法:

第二题

解析:

其实两个 void play()不会报错,因为重名了当成是一个抽象方法而已,当然接口里面的属性就不能重名,因为接口里面的属性是static final 修饰的,方法只是abstract修饰的而已。真正错误的是

总结

以后做类似的题目,碰到接口时,先给接口里面的属性和方法标上修饰符,时刻提醒自己。

java8接口新特性

接口的属性和方法,默认都是public的,而且只能是public的。

内部类

package com.atguigu.java2;
/*
 * 类的内部成员之五:内部类
 * 1. Java中允许将一个类A声明在另一个类B中,则类A就是内部类,类B称为外部类
 * 
 * 2.内部类的分类:成员内部类(静态、非静态)  vs 局部内部类(方法内、代码块内、构造器内)
 * 
 * 3.成员内部类:
 * 		一方面,作为外部类的成员:
 * 			>调用外部类的结构
 * 			>可以被static修饰
 * 			>可以被4种不同的权限修饰
 * 
 * 		另一方面,作为一个类:
 * 			> 类内可以定义属性、方法、构造器等
 * 			> 可以被final修饰,表示此类不能被继承。言外之意,不使用final,就可以被继承
 * 			> 可以被abstract修饰
 * 
 * 
 * 4.关注如下的3个问题
 *   4.1 如何实例化成员内部类的对象
 *   4.2 如何在成员内部类中区分调用外部类的结构
 *   4.3 开发中局部内部类的使用  见《InnerClassTest1.java》
 * 
 */
public class InnerClassTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		//创建Dog实例(静态的成员内部类):
		Person.Dog dog = new Person.Dog();
		dog.show();
		//创建Bird实例(非静态的成员内部类):
//		Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的
		Person p = new Person();
		Person.Bird bird = p.new Bird();
		bird.sing();
		
		System.out.println();
		
		bird.display("黄鹂");
		
	}
}


class Person{
	
	String name = "小明";
	int age;
	
	public void eat(){
		System.out.println("人:吃饭");
	}
	
	
	//静态成员内部类
	static class Dog{
		String name;
		int age;
		
		public void show(){
			System.out.println("卡拉是条狗");
//			eat();
		}
		
	}
	//非静态成员内部类
	class Bird{
		String name = "杜鹃";
		
		public Bird(){
			
		}
		
		public void sing(){
			System.out.println("我是一只小小鸟");
			Person.this.eat();//调用外部类的非静态属性
			eat();
			System.out.println(age);
		}
		
		public void display(String name){
			System.out.println(name);//方法的形参
			System.out.println(this.name);//内部类的属性
			System.out.println(Person.this.name);//外部类的属性
		}
	}
	
	
	public void method(){
		//局部内部类
		class AA{
			
		}
	}
	
	{
		//局部内部类
		class BB{
			
		}
	}
	
	public Person(){
		//局部内部类
		class CC{
			
		}
	}
	
	
	
}
package com.atguigu.java2;

public class InnerClassTest1 {
	
	
	//开发中很少见
	public void method(){
		//局部内部类
		class AA{
			
		}
	}
	
	
	//返回一个实现了Comparable接口的类的对象
	public Comparable getComparable(){
		
		//创建一个实现了Comparable接口的类:局部内部类
		//方式一:
//		class MyComparable implements Comparable{
//
//			@Override
//			public int compareTo(Object o) {
//				return 0;
//			}
//			
//		}
//		
//		return new MyComparable();
		
		//方式二:
		return new Comparable(){

			@Override
			public int compareTo(Object o) {
				return 0;
			}
			
		};
		
	}
	
}

小结

1.abstract 能修饰哪些结构? 修饰以后,有什么特点?
类、方法。

类不能实例化,提供子类 
抽象方法,只定义了一种功能的标准。具体的执行,需要子类去实现。


2.接口是否能继承接口? 抽象类是否能实现(implements)接口? 抽象类是否能继承非抽象的类? 
能,能,能

3. 声明抽象类,并包含抽象方法。测试类中创建一个继承抽象类的匿名子类的对象
abstract AA{
public abstract void m();
}
main(){
	AA a = new AA(){
		public void m(){
	
}
};
a.m();

}


class Person{
  String name;
	public void eat(){}
}

main(){
	Person p = new Person(){
		public void eat(){}
};
	p.eat();
}

4. 抽象类和接口有哪些共同点和区别? 
相同点:不能实例化,都可以被继承
不同点:抽象类:有构造器。 接口:不能声明构造器
多继承vs 单继承 

5. 如何创建静态成员内部类和非静态成员内部类的对象?
Person  static Dog   Bird
Person.Dog dog = new Person.Dog();
Person p = new Person();
Person.Bird bird = p.new Bird();

复习

关键字: abstract

abstract: 抽象的

1.可以用来修饰:类、方法


2.具体的:

abstract修饰类:抽象类

  • 此类不能实例化

  • 抽象类中一定有构造器,便于子类实例化时调用(涉及:子类对象实例化的全过程)

  • 开发中,都会提供抽象类的子类,让子类对象实例化,完成相关的操作 --->抽象的使用前提:继承性

abstract修饰方法:抽象方法

  • 抽象方法只有方法的声明,没方法体

  • 包含抽象方法的类,一定是一个抽象类。反之,抽象类中可以没有抽象方法的。

  • 若子类重写了父类中的所有的抽象方法后,此子类方可实例化

  • 若子类没重写父类中的所有的抽象方法,则此子类也是一个抽象类,需要使用abstract修饰

3.注意点:

  • 1.abstract不能用来修饰:属性、构造器等结构

  • 2.abstract不能用来修饰私有方法、静态方法、final的方法、final的类

4.abstract的应用举例:

举例一:

举例二:

abstract class GeometricObject {
    public abstract double findArea();
}

class Circle extends GeometricObject {
    private double radius;

    public double findArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
    ;
}

举例三:IO流中设计到的抽象类:InputStream/OutputStream / Reader /Writer。在其内部

定义了抽象的read()、write()方法。

模板方法的设计模式

1. 解决的问题

在软件开发中实现一个算法时,整体步骤很固定、通用,这些步骤已经在父类中写好了。但是某些部分易变,易变部分可以抽象出来,供不同子类实现。这就是一种模板模式。

2. 举例

package com.atguigu.java;
/*
 * 抽象类的应用:模板方法的设计模式
 * 
 */
public class TemplateTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		SubTemplate t = new SubTemplate();
		
		t.spendTime();
	}
}

abstract class Template{
	
	//计算某段代码执行所需要花费的时间
	public void spendTime(){
		
		long start = System.currentTimeMillis();
		
		this.code();//不确定的部分、易变的部分
		
		long end = System.currentTimeMillis();
		
		System.out.println("花费的时间为:" + (end - start));
		
	}
	
	public abstract void code();
	
	
}

class SubTemplate extends Template{

	@Override
	public void code() {
		
		for(int i = 2;i <= 1000;i++){
			boolean isFlag = true;
			for(int j = 2;j <= Math.sqrt(i);j++){
				
				if(i % j == 0){
					isFlag = false;
					break;
				}
			}
			if(isFlag){
				System.out.println(i);
			}
		}

	}
	
}

3. 应用场景

关键字:interface

interface:接口

1.使用说明:

  • 1.接口使用interface来定义

  • 2.Java中,接口和类是并列的两个结构

  • 3.如何定义接口:定义接口中的成员

  • 3.1 JDK7及以前:只能定义全局常量和抽象方法

  • 全局常量:public static final的.但是书写时,可以省略不写

  • 抽象方法:public abstract的

  • 3.2 JDK8:除了定义全局常量和抽象方法之外,还可以定义静态方法、默认方法(略

    1. 接口中不能定义构造器的!意味着接口不可以实例化
    1. Java开发中,接口通过让类去实现(implements)的方式来使用.
  • 如果实现类覆盖了接口中的所有抽象方法,则此实现类就可以实例化

  • 如果实现类没覆盖接口中所的抽象方法,则此实现类仍为一个抽象类

    1. Java类可以实现多个接口 --->弥补了Java单继承性的局限性
  • 格式:class AA extends BB implements CC,DD,EE

    1. 接口与接口之间可以继承,而且可以多继承
    1. 接口的具体使用,体现多态性
    1. 接口,实际上可以看做是一种规范

2.举例:

class Computer{
	
	public void transferData(USB usb){//USB usb = new Flash();
		usb.start();
		
		System.out.println("具体传输数据的细节");
		
		usb.stop();
	}
	
	
}

interface USB{
	//常量:定义了长、宽、最大最小的传输速度等
	
	void start();
	
	void stop();
	
}

class Flash implements USB{

	@Override
	public void start() {
		System.out.println("U盘开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("U盘结束工作");
	}
	
}

class Printer implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("打印机开启工作");
	}

	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("打印机结束工作");
	}
	
}

体会:

  • 1.接口使用上也满足多态性。

  • 2.接口,实际上就是定义了一种规范。

  • 3.开发中,体会面向接口编程!

3.体会面向接口编程的思想

面向接口编程:我们在应用程序中,调用的结构都是JDBC中定义的接口,不会出现具体某一个

数据库厂商的API。

4.Java8中关于接口的新规范

//知识点1:接口中定义的静态方法,只能通过接口来调用。

//知识点2:通过实现类的对象,可以调用接口中的默认方法。

//如果实现类重写了接口中的默认方法,调用时,仍然调用的是重写以后的方法

//知识点3:如果子类(或实现类)继承的父类和实现的接口中声明了同名同参数的默认方法,那么子类在没重写此方法的情况下,默认调用的是父类中的同名同参数的方法。-->类优先原则

//知识点4:如果实现类实现了多个接口,而这多个接口中定义了同名同参数的默认方法,

//那么在实现类没重写此方法的情况下,报错。-->接口冲突。

//这就需要我们必须在实现类中重写此方法

//知识点5:如何在子类(或实现类)的方法中调用父类、接口中被重写的方法

public void myMethod(){

method3();//调用自己定义的重写的方法

super.method3();//调用的是父类中声明的

//调用接口中的默认方法

CompareA.super.method3();

CompareB.super.method3();

}

5.面试题:

抽象类和接口的异同?

相同点:不能实例化;都可以包含抽象方法的。

不同点:

1)把抽象类和接口(java7,java8,java9)的定义、内部结构解释说明

2)类:单继承性 接口:多继承

类与接口:多实现

代理模式

1. 解决的问题

代理模式是Java开发中使用较多的一种设计模式。代理设计就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

2. 举例

package com.atguigu.java1;
/*
 * 接口的应用:代理模式
 * 
 */
public class NetWorkTest {
	public static void main(String[] args) {
		Server server = new Server();
//		server.browse();
		ProxyServer proxyServer = new ProxyServer(server);
		
		proxyServer.browse();
		
	}
}

interface NetWork{
	
	public void browse();
	
}

//被代理类
class Server implements NetWork{

	@Override
	public void browse() {
		System.out.println("真实的服务器访问网络");
	}

}

//代理类
class ProxyServer implements NetWork{
	
	private NetWork work;
	
	public ProxyServer(NetWork work){
		this.work = work;
	}
	

	public void check(){
		System.out.println("联网之前的检查工作");
	}
	
	@Override
	public void browse() {
		check();
		
		work.browse();
		
	}
	
}

3. 应用场景

延迟加载这一个,不能只看代码觉得被代理类很少东西,实际开发中,被代理类是重量级的。

工厂的设计模式

1. 解决的问题

实现了创建者调用者分离,即将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来,达到提高灵活性的目的。

2. 具体模式

简单工厂模式:用来生产同一等级结构中的任意产品。(对于增加新的产品,需要修改已有代码)

工厂方法模式:用来生产同一等级结构中的固定产品。(支持增加任意产品)

抽象工厂模式:用来生产不同产品族的全部产品。(对于增加新的产品,无能为力;支持增加产品族)

内部类

内部类:类的第五个成员

1.定义:Java中允许将一个类A声明在另一个类B中,则类A就是内部类,类B称为外部类.

2.内部类的分类

成员内部类(静态、非静态 ) vs 局部内部类(方法内、代码块内、构造器内)

3.成员内部类的理解

一方面,作为外部类的成员:

  • 调用外部类的结构

  • 可以被static修饰

  • 可以被4种不同的权限修饰

另一方面,作为一个类:

  • 类内可以定义属性、方法、构造器等

  • 可以被final修饰,表示此类不能被继承。言外之意,不使用final,就可以被继承

  • 可以被abstract修饰

4.成员内部类

4.1如何创建成员内部类的对象?(静态的,非静态的)
    //创建静态的Dog内部类的实例(静态的成员内部类):
    Person.Dog dog = new Person.Dog();

//创建非静态的Bird内部类的实例(非静态的成员内部类):
//Person.Bird bird = new Person.Bird();//错误的
Person p = new Person();
Person.Bird bird = p.new Bird();

4.2如何在成员内部类中调用外部类的结构?
class Person{
	String name = "小明";
public void eat(){
}
//非静态成员内部类
	class Bird{
		String name = "杜鹃";
		public void display(String name){
			System.out.println(name);//方法的形参
			System.out.println(this.name);//内部类的属性
			System.out.println(Person.this.name);//外部类的属性
		//Person.this.eat();
		}
	}
}

5.局部内部类的使用

//返回一个实现了Comparable接口的类的对象
public Comparable getComparable(){

    //创建一个实现了Comparable接口的类:局部内部类
    //方式一:
    //		class MyComparable implements Comparable{
    //
    //			@Override
    //			public int compareTo(Object o) {
    //				return 0;
    //			}
    //			
    //		}
    //		
    //		return new MyComparable();

    //方式二:
    return new Comparable(){

        @Override
        public int compareTo(Object o) {
            return 0;
        }

    };

}

注意点:

在局部内部类的方法中(比如:show如果调用局部内部类所声明的方法(比如:method)中的局部变量(比如:num)的话,要求此局部变量声明为final的。

jdk 7及之前版本:要求此局部变量显式的声明为final的

jdk 8及之后的版本:可以省略final的声明

总结:

成员内部类和局部内部类,在编译以后,都会生成字节码文件。

格式:成员内部类:外部类$内部类名.class

局部内部类:外部类$数字 内部类名.class