Java基础（九）——面向对象基础（四）抽象、接口、多态（强转、instanceof判断类型）、面向对象设计原则

Java基础（八）——面向对象基础（四）

一、抽象类

猫狗举例子，猫狗都是动物类，猫狗可以有具体的行为，但动物不行，因为动物是一个大类，不够具体。比如猫吃猫粮，狗就吃狗粮，但这两个吃的东西不一样，Animal类就不能定义具体吃什么；但是可以定义一个吃的方法，不写方法体，但不写方法体会报错；且Animal类不够具体，理应不能实例化，所以，这里引入一个抽象类的概念。

1、abstract——抽象

public abstract  class Animal{
    
    		// 抽象类
} 

被 abstract 修饰的类称为抽象类。

抽象类中的方法有方法体会报错，因此，抽象类中的方法没有方法体：

接着子类继承抽象的父类：

会报错，因为继承抽象父类的子类，必须要重写抽象父类的抽象方法，不然就会报错，这是一种约束行为，你继承了我这个类，就必须重写抽象方法，这时的抽象父类有一种模板的意味：

抽象类可以有构造方法：

但是不能实例化：

抽象类可以有属性，访问修饰符也有，跟普通类一样，看需求：

2、抽象类举例子

假设定义一个门的抽象类，定义开门这个方法，各种门开的方式不同。再定义木门和感应门，都继承门这个抽象类，所以必须重写开门这个方法。木门就是普通的开门即可，感应门人靠近就自动开门。这就是一个简单的抽象类例子。

3、总结

1. abstract——修饰的类为抽象类，修饰的方法为抽象方法，抽象的方法没有方法体，这只能存在于抽象类中。
2. 普通子类继承抽象类，必须重写抽象方法（约束效果）。
3. 抽象类可以有普通方法。
4. 抽象类有构造方法，但是不能实例化对象。

二、接口

1、接口介绍

继续引用上面的例子。除了普通开门的方式，还能有密码开门的方式。但是密码开门的方式不适合写在模板里，因为木门和感应门没有这种开门方式，是密码门才有的方式。所以单独给密码门即可，但是想要约束效果的话，就要给到抽象类里面，但是另外两个门没有这种方式，不适合。所以这里引入一个接口的概念：额外的提升类的功能，意思是功能的扩展。

2、interface——接口

interface 修饰的类为接口，是特殊的抽象类：

这里为这个类额外提供一个密码开门的功能。可以发现前面的 public 和 abstract 是灰色的，其实是这里不写也行，因为接口类中，默认方法时公开抽象的。接口方法只需要写返回值和参数列表就够了。

3、implements——接入接口

普通类怎么接入接口呢？通过关键字 implements 接入：

接入之后可以发现报错，这是因为跟抽象类一样，也要重写抽象方法：

可以看到，普通子类既可以继承抽象类，也可以实现接口类：

4、接口的特点

1、接口中同样不允许有方法体，更不允许有普通方法。
2、默认为公开的静态常量：

其他修饰符会报错：

3、接口没有构造方法，因为方法默认都是抽象的，抽象方法没有方法体。更不能实例化。

4、类可以实现多个接口。就是一个类可以接入多个接口，实现多种功能。

5、接口可以多继承接口（多继承概念），可以实现三合一功能，比如一个接口继承三个接口类，那么这个接口就有三个功能，再来个普通子类接入这一个接口，那么这个子类也能有三个功能：

可以看到这个接口什么都不用写都行。

多继承这个概念只存在接口与接口！

6、JDK8以后接口允许存在 static 或者 default 修饰的方法（新特性）：

5、总结

再稍微总结一下：

1. 通过 implements 实现接口，类只能实现接口，不能继承接口。
2. 接口中同样不允许有方法体，更不允许有普通方法。
3. 接口没有构造方法，因为方法默认都是抽象的，抽象方法没有方法体。更不能实例化。
4. 类可以实现多个接口（多实现概念）。就是一个类可以接入多个接口，实现多种功能。
5. 接口可以多继承接口（多继承概念），比如三合一功能。
6. JDK8以后接口允许存在 static 或者 default 修饰的方法（新特性）

三、多态

1、多态的概念引入

继续拿猫狗举例子。创建猫狗类，以及一个医生类。：

猫类一样，但输出的不是狗，是猫，然后是医生类，并创建一个打针的方法：

看上述代码，打针方法接收的是猫类以及猫对象，如果传的是狗，则不能接收，不能给狗打针。不同类型不能随意接收。

接着实例化：

运行结果：

接着看运行流程：

这时如果把医生打针这个当做一个技能，来尝试能否给狗打针：

很明显报错了，因为接收的是Cat类型，但是这里传的是Dog类型。当然我们可以给医生类再增加一个接收Dog类型的方法，但这样一来，如果有上百种不同的动物，就要有上百种方法。

所以这里开始引入多态的概念。Java中可以引入它自己，以及本身的父类。意思就是，猫是猫，是动物的子类；狗也是动物的子类。是什么动物不要紧，只要它是动物这个类的子类就行。医生给动物打针，给什么动物不重要，重要的是，它是动物就行，或者说是动物这个类的子类就行，这样，就只需要一个方法就能给不同动物打针。

2、多态

接着，医生打针这个方法，接收动物类就行：

然后无论是接收猫类或者狗类，都不报错了：

然后运行效果，跟之前的一模一样，还能给不同动物打针：

3、父类对象指向（引用）子类对象 （接口同理）

为什么传入Cat或者Dog都可以呢？

// 父类对象引用子类对象。这里的 = 是引用的意思。
Animal animal = new Cat();
Animal animal = new Dog();

接口同理，接口也能实现一样的效果，接口对象引用实现类对象。

4、约束对象只能调用父类继承或重写的方法

现在取消抽象：

这时候使用多态方式创建对象：

问：调用的是什么方法？打印的是谁的名字？
答案：

使用多态创建对象，调用方法为子类对象的方法，但是调用的属性是父类的属性。

这时候猫类创建自己独有的方法：

这时会发现父类不能调用子类独有的方法：

这里是因为：约束了对象只能调用从父类继承或者重写的方法。

5、强制转换

在数据类型中，强制转换，存在大转小和小转大：

在这里的对象（引用数据类型）中，也存在大转小和小转大：

看上方代码，当animal是猫时，猫变猫没有问题，但如果是狗时，猫变成狗就要出大问题，但是这里的IDEA并不会给你标红，但是编译运行的时候就会报错，显示类型转换异常。

6、instanceof——判断对象是否为某类型

那么这里可以写一个方法，通过这个方法来判断是否在可转范围，如果不在此范围内就不允许强转。但是需要判断原本是什么类型，这里引入一个关键词 instanseof ，左边写对象，右边写类型，意为判断左边是否是右边这种类型，如果是的话返回 true 。

（对象 instanceof 类型）

这样一来，转换类型就不会出错了，是猫就转猫，是狗就转狗。

四、题外话——面向对象设计原则

简写：开口合里最单依

开：开闭原则
口：接口原则
合：聚合原则
里：替换原则
最：最少原则
单：单一原则
依：依赖原则

开闭原则：
（1）open ：对外部代码持放开状态。（上面举的猫狗医生例子中，只要是Animal的子类统统都能接收，不像原本只能接收一种，持开放状态）
（2）close：对内部代码持关闭状态（上面举的猫狗医生例子中，内部只需要一个方法即可，不再需要添加其他方法。内部就可关闭了）