Java基础05——接口、多态

一、概述

1.接口的内部主要就是封装了方法,包含抽象方法(JDK 7及以前),默认方法和静态方法(JDK 8),私有方法 (JDK 9)。
2.定义:接口的定义,它与定义类方式相似,但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件,但一定要明确它并不是类,而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型:数组,类,接口。

3.接口不能创建对象,但是可以被实现( implements ,类似于被继承)。一个实现接口的类(可以看做是接口的子类),需要实现接口中所有的抽象方法,创建该类对象,就可以调用方法了,否则它必须是一个抽象 类。

二、使用格式

  1. 格式
public interface 接口名称 { 
 // 抽象方法// 默认方法
  // 静态方法 // 私有方法
}

2.含有抽象方法
抽象方法:使用 abstract 关键字修饰,可以省略,没有方法体。该方法供子类实现使用。 代码如下:

 public interface InterFaceName { 
 	public abstract void method();
}

3.含有默认方法和静态方法
默认方法:使用 default 修饰,不可省略,供子类调用或者子类重写。
静态方法:使用 static 修饰,供接口直接调用。 代码如下:

public interface InterFaceName { 
	 public default void method() {
			// 执行语句 }
	public static void method2() { 
			// 执行语句
} }

4.含有私有方法和私有静态方法
私有方法:使用 private 修饰,供接口中的默认方法或者静态方法调用。 代码如下:

 public interface InterFaceName { 
 	private void method() {
	// 执行语句 }
}

三、基本的实现

实现使用 implements 关键字。

1.非抽象子类实现接口:

  1. 必须重写接口中所有抽象方法
  2. 继承了接口的默认方法,即可以直接调用,也可以重写。
class 类名 implements 接口名 { 
	重写接口中抽象方法【必须】 
	重写接口中默认方法【可选】

.抽象方法的使用
必须全部实现,代码如下:

接口
public interface LiveAble { // 定义抽象方法
public abstract void eat();
public abstract void sleep(); }
实现类
public class Animal implements LiveAble { 
@Override
public void eat() { 
System.out.println("吃东西");
}
@Override
public void sleep() { 
System.out.println("晚上睡");
} }

默认方法的使用
可以继承,可以重写,二选一,但是只能通过实现类的对象来调用。

定义接口:
public interface LiveAble { 
public default void fly(){
System.out.println("天上飞"); }
}
第一种实现(什么都不写)
 public class Animal implements LiveAble { 
 // 继承,什么都不用写,直接调用
}
测试类
public class InterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal(); // 创建子类对象
a.fly();// 调用默认方法
} }
输出结果: 天上飞
第二种实现(重写)
public class Animal implements LiveAble { 
 @Override
public void fly() { 
System.out.println("自由自在的飞");
}

静态方法的使用

定义接口
public interface LiveAble { 
public static void run(){
System.out.println("跑起来~~~"); }
实现类
 public class Animal implements LiveAble { 
  无法重写静态方法
}
public class InterfaceDemo {
public static void main(String[] args) {
// Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
LiveAble.run(); // }
}
输出结果: 跑起来~~~

私有方法的使用
私有方法:只有默认方法可以调用。
私有静态方法:默认方法和静态方法可以调用。
如果一个接口中有多个默认方法,并且方法中有重复的内容,那么可以抽取出来,封装到私有方法中,供默认方法去调用。

public interface LiveAble { 
default void func(){
func1();
func2(); }
private void func1(){ System.out.println("跑起来~~~");
}
private void func2(){ System.out.println("跑起来~~~");
} }

四、 接口的多实现

1.使用格式

	 class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3...{  重写接口中抽象方法【必须】
	重写接口中默认方法【不重名时可选】
}

2.抽象方法
接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的,只需要重写一次。代码如下:

interface A {
public abstract void showA(); public abstract void show();
}
interface B {
public abstract void showB(); public abstract void show();
}
public class C implements A,B{
@Override
public void showA() { System.out.println("showA");
}
@Override
public void showB() { System.out.println("showB");
}
@Override
public void show() { System.out.println("show");
} }

3.默认方法
接口中,有多个默认方法时,实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的,必须重写一次

interface A {
public default void methodA(){} public default void method(){}
}
interface B {
public default void methodB(){} public default void method(){}
}
实现类:
public class C implements A,B{ 
@Override
public void method() { System.out.println("method");
} }

4.静态方法
接口中,存在同名的静态方法并不会冲突,原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

五、优先级的问题

当一个类,既继承一个父类,又实现若干个接口时,父类中的成员方法与接口中的默认方法重名,子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下:

接口:
interface A {
public default void methodA(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAA"); }
父类:
 class D {
public void methodA(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDD"); }
}
子类:
class C extends D implements A {  
	未重写methodA方法
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
C c = new C();
c.methodA(); }
}
输出结果: DDDDDDDDDDDD        //就近原则

六、接口的多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口,这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字,子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的,那么子接口需要重写一次

interface A {
public default void method(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA"); }
}
interface B {
public default void method(){
System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB"); }
}
interface D extends A,B{ 
@Override
public default void method() { System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
} }
小贴士: 
子接口重写默认方法时,default关键字可以保留。 
子类重写默认方法时,default关键字不可以保留。

其他成员特点
接口中,无法定义成员变量,但是可以定义常量,其值不可以改变,默认使用public static final修饰。 接口中,没有构造方法,不能创建对象。
接口中,没有静态代码块

七、多态

1.定义:是指同一行为,具有多个不同表现形式。
2.前提:

1. 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现:不重写,无意义】 
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

3.多态的体现

 父类类型 变量名 = new 子类对象; 
 变量名.方法名();
 父类类型:指子类对象继承的父类类型,或者实现的父接口类型。
例如: Fu f = new Zi(); 
      f.method();
当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,执行的是子类重写后方法。
父类对象
public abstract class Animal { 
public abstract void eat();
}
class Cat extends Animal { public void eat() {
System.out.println("吃鱼"); }
}
class Dog extends Animal { public void eat() {
System.out.println("吃骨头"); }
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
 Animal a1 = new Cat(); // 多态形式,创建对象 
  a1.eat();				// 调用的是 Cat 的 eat
 Animal a2 = new Dog(); // 多态形式,创建对象
  a2.eat();             // 调用的是 Dog 的 eat
} }

八、多态的好处

父类:
 public abstract class Animal { 
 public abstract void eat();
}
子类:
class Cat extends Animal { public void eat() {
	System.out.println("吃鱼"); }
}
class Dog extends Animal { public void eat() {
	System.out.println("吃骨头"); }
}
测试类:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
 Cat c = new Cat(); // 多态形式,创建对象
 Dog d = new Dog();
 showCatEat(c); // 调用showDogEat
 showDogEat(d);
/*
以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代 而执行效果一致
*/
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
public static void showCatEat (Cat c){ c.eat();
}
public static void showDogEat (Dog d){ d.eat();
}
public static void showAnimalEat (Animal a){ a.eat();
} }
 

九、引用类型转换

向上转型:

多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程,这个过程是默认的
当父类引用指向一个子类对象时,便是向上转型。 使用格式:

 父类类型 变量名 = new 子类类型();:Animal a = new Cat();

向下转型:

父类类型向子类类型向下转换的过程,这个过程是强制的。

 子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;:Cat c =(Cat) a;

为什么要转型?

想要调用子类特有的方法,必须做向下转型。当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误。也就是说,不能调用子类拥有,而父类没有的方法。

定义类:
abstract class Animal { 
	abstract void eat();
}
class Cat extends Animal { 
	public void eat() {
	System.out.println("吃鱼"); }
	public void catchMouse() {
	System.out.println("抓老鼠");
} }
class Dog extends Animal { 
	public void eat() {
	System.out.println("吃骨头"); }
	public void watchHouse() { 
	System.out.println("看家");
} }
public class Test {
public static void main(String[] args) {
} }
Animal a = new Cat(); // 向上转型
a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat
Cat c = (Cat)a; // 向下转型
c.catchMouse();// 调用的是 Cat 的 catchMouse

转型的异常

public class Test {
public static void main(String[] args) {
} }
Animal a = new Cat();// 向上转型
 a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat
Dog d = (Dog)a; // 向下转型
d.watchHouse();// 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】

却报出了 ClassCastException ,类型转换异常!这是因为,明明创建了 Cat类型对象,运行时,当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系,不符合类型转换的定义
为了避免ClassCastException的发生,Java提供了 instanceof 关键字,给引用变量做类型的校验,格式如下:

 变量名 instanceof 数据类型 
 如果变量属于该数据类型,返回true。 
 如果变量不属于该数据类型,返回false
public class Test {
public static void main(String[] args) {
} }
	Animal a = new Cat();// 向上转型
	 a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat
if (a instanceof Cat){// 向下转型
Cat c = (Cat)a;
c.catchMouse();// 调用的是 Cat 的 catchMouse 
} else if (a instanceof Dog){
Dog d = (Dog)a; }
d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse
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