java语言基础（八）_接口_多态

接口#

1. 接口定义的基本格式#

接口就是多个类的公共规范，是一种引用数据类型，最重要的内容就是其中的：抽象方法。 

如何定义一个接口的格式： public interface 接口名称 {  // 接口内容 }

备注：换成了关键字interface之后，编译生成的字节码文件仍然是：.java --> .class。 

如果是Java 7，那么接口中可以包含的内容有： 1. 常量 2. 抽象方法  如果是Java 8，还可以额外包含有： 3. 默认方法 4. 静态方法   如果是Java 9，还可以额外包含有： 5. 私有方法

2. 接口的抽象方法定义#

在任何版本的Java中，接口都能定义抽象方法。
格式：
public abstract 返回值类型 方法名称(参数列表);

注意事项：

  1. 接口当中的抽象方法，修饰符必须是两个固定的关键字：public abstract
  2. 这两个关键字修饰符，可以选择性地省略。（今天刚学，所以不推荐。）
  3. 方法的三要素，可以随意定义。 
public interface MyInterfaceAbstract {   // 这是一个抽象方法  public abstract void methodAbs1();   // 这也是抽象方法   abstract void methodAbs2();   // 这也是抽象方法   public void methodAbs3();   // 这也是抽象方法   void methodAbs4();   }

3. 接口的抽象方法使用# 

1. 接口不能直接使用，必须有一个“实现类”来“实现”该接口。 格式： public class 实现类名称 implements 接口名称 {  // ... }   2. 接口的实现类必须覆盖重写（实现）接口中所有的抽象方法。 实现：去掉abstract关键字，加上方法体大括号。   3. 创建实现类的对象，进行使用。  注意事项： 如果实现类并没有覆盖重写接口中所有的抽象方法，那么这个实现类自己就必须是抽象类。

示例： 

1. 接口 public interface MyInterfaceAbstract {   // 这是一个抽象方法   public abstract void methodAbs1(); }  2. 实现类 public class MyInterfaceAbstractImpl implements MyInterfaceAbstract {  @Override   public void methodAbs1() {  System.out.println("这是第一个方法！");  } }   3. 使用 public class Demo01Interface {   public static void main(String[] args) {   // 1）错误写法！不能直接new接口对象使用。   // MyInterfaceAbstract inter = new MyInterfaceAbstract();   // 2）创建实现类的对象使用  MyInterfaceAbstractImpl impl = new MyInterfaceAbstractImpl();  impl.methodAbs1();  }  }

4. 接口的默认方法定义#

从Java 8开始，接口里允许定义默认方法。带上方法体 

格式： public default 返回值类型 方法名称(参数列表)
 {  方法体 }

为什么使用默认方法？
接口当中的默认方法，可以解决接口升级的问题。

5. 接口的默认方法使用# 

public interface MyInterfaceDefault {   // 抽象方法  public abstract void methodAbs();    // 新添加的方法，改成默认方法  public default void methodDefault() {  System.out.println("这是新添加的默认方法");  }  }  注：该方法在MyInterfaceDefaultA与MyInterfaceDefaultB中是否实现，均不会报错。
  1. 接口的默认方法，可以通过接口实现类对象，直接调用。
  2. 接口的默认方法，也可以被接口实现类进行覆盖重写。

6. 接口的静态方法定义#

从Java 8开始，接口当中允许定义静态方法。带上方法体 

格式： public static 返回值类型 方法名称(参数列表)
 {  方法体 }

提示：就是将abstract或者default换成static即可，带上方法体。

7. 接口的静态方法使用#

正确用法：通过接口名称，直接调用其中的静态方法。 

格式： 接口名称.静态方法名(参数);

注意事项：不能通过接口实现类的对象来调用接口当中的静态方法。只能通过接口名直接调用 

1) 定义 public interface MyInterfaceStatic {   public static void methodStatic() {  System.out.println("这是接口的静态方法！");  }  }   2）实现类，没有抽象函数，所以类体为空 public class MyInterfaceStaticImpl implements MyInterfaceStatic  { }   3）调用 public class Demo03Interface {   public static void main(String[] args) 
{  // 创建了实现类对象  MyInterfaceStaticImpl impl = new MyInterfaceStaticImpl();    // 错误写法！  //        impl.methodStatic();    // 直接通过接口名称调用静态方法  MyInterfaceStatic.methodStatic();  }  }

8. 接口的私有方法定义#

从Java 9开始，接口当中允许定义私有方法。 

1. 普通私有方法，解决多个默认方法之间重复代码问题 格式： private 返回值类型 方法名称(参数列表) { //没有其他修饰符  方法体 }  2. 静态私有方法，解决多个静态方法之间重复代码问题 //static 格式： private static 返回值类型 方法名称(参数列表) 
{  方法体 }

接口私有方法是为了解决：两个默认方法之间重复代码的问题，将重复代码抽取为一个共有方法，但是这个共有方法不应该让实现类使用，应该是私有化的。

9. 接口的私有方法使用#

普通私有方法 

public interface MyInterfacePrivateA {   public default void methodDefault1() {  System.out.println("默认方法1");  methodCommon();  }    public default void methodDefault2() {  System.out.println("默认方法2");  methodCommon();  }   private void methodCommon() { //普通私有方法  只有关键字private  System.out.println("AAA");  System.out.println("BBB");  System.out.println("CCC");  }  }

静态私有方法 

public interface MyInterfacePrivateB {   public static void methodStatic1() {  System.out.println("静态方法1");  methodStaticCommon();  }    public static void methodStatic2() {  System.out.println("静态方法2");  methodStaticCommon();  }    private static void methodStaticCommon() { //静态私有方法，关键字private static  System.out.println("AAA");  System.out.println("BBB");  System.out.println("CCC");  }  }

10. 接口的常量定义和使用#

接口当中也可以定义“成员变量”，但是必须使用public static final三个关键字进行修饰。从效果上看，这其实就是接口的【常量】。 

格式： public static final 数据类型 常量名称 = 数据值;

备注：一旦使用final关键字进行修饰，说明不可改变。。 

public interface MyInterfaceConst {  // 这其实就是一个常量，一旦赋值，不可以修改  public static final int NUM_OF_MY_CLASS = 12; }   public class Demo05Interface {  public static void main(String[] args) {   // 访问接口当中的常量  System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS); //直接使用接口名访问  }  }

注意事项：

  1. 接口当中的常量，可以省略public static final，注意：不写也照样是这样。
  2. 接口当中的常量，必须进行赋值；不能不赋值。
  3. 接口中常量的名称，使用完全大写的字母，用下划线进行分隔。（推荐命名规则）

11. 接口内容小结#

在Java 9+版本中，接口的内容可以有： 

1. 成员变量其实是常量，格式： [public] [static] [final] 数据类型 常量名称 = 数据值; 注意：     
常量必须进行赋值，而且一旦赋值不能改变。     
常量名称完全大写，用下划线进行分隔。   2. 接口中最重要的就是抽象方法，格式： [public] [abstract] 返回值类型 方法名称(参数列表);  注意：实现类必须覆盖重写接口所有的抽象方法，除非实现类是抽象类。   3. 从Java 8开始，接口里允许定义默认方法，格式： [public] default 返回值类型 方法名称(参数列表) { 

方法体
 }  注意：默认方法也可以被覆盖重写   4. 从Java 8开始，接口里允许定义静态方法，格式： [public] static 返回值类型 方法名称(参数列表) { 
方法体 
}  注意：应该通过接口名称进行调用，不能通过实现类对象调用接口静态方法   5. 从Java 9开始，接口里允许定义私有很乏，格式：  普通私有方法： private 返回值类型 方法名称(参数列表) {
 方法体
 } 静态私有方法： private static 返回值类型 方法名称(参数列表) { 
方法体 
}  注意：private的方法只有接口自己才能调用，不能被实现类或别人使用。

12. 继承父类并实现多个接口#

使用接口的时候，需要注意：
1）. 接口是没有静态代码块或者构造方法的。 

public interface MyInterfaceA {   // 错误写法！接口不能有静态代码块 //    static { // //    }   // 错误写法！接口不能有构造方法  //    public MyInterfaceA() { // //    }  }

2）. 一个类的直接父类是唯一的，但是一个类可以同时实现多个接口。 

格式： public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {  // 覆盖重写所有抽象方法 }   示例： public interface MyInterfaceA {   public abstract void methodA();  }   public interface MyInterfaceB {   public abstract void methodB();  }  public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {   @Override  public void methodA() {  System.out.println("覆盖重写了A方法");  }   @Override  public void methodB() {  System.out.println("覆盖重写了B方法");  }  }

3）. 如果实现类所实现的多个接口当中，存在重复的抽象方法，那么只需要覆盖重写一次即可。 

public interface MyInterfaceA {   public abstract void methodA();   public abstract void methodAbs(); //与MyInterfaceB有相同方法  }  public interface MyInterfaceB {   public abstract void methodB();   public abstract void methodAbs(); //与MyInterfaceA有相同方法  }   public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {   @Override   public void methodA() {  System.out.println("覆盖重写了A方法");  }    @Override  public void methodB() {  System.out.println("覆盖重写了B方法");  }   @Override  public void methodAbs() { //只需要覆盖重写一次即可  System.out.println("覆盖重写了AB接口都有的抽象方法");  }       }

4）. 如果实现类没有覆盖重写所有接口当中的所有抽象方法，那么实现类就必须是一个抽象类。 

//由于没有实现methodB方法，因此必须设置为抽象类  public abstract class MyInterfaceAbstract implements MyInterfaceA, MyInterfaceB { //抽象类，关键字abstract   @Override  public void methodA() {  }   @Override  public void methodAbs() {  } }

5）. 如果实现类锁实现的多个接口当中，存在重复的默认方法，那么实现类一定要对冲突的默认方法进行覆盖重写。非冲突的默认方法可以不用重写。 

1) public interface MyInterfaceA {   public abstract void methodA();   public abstract void methodAbs();   public default void methodDefault() { //与MyInterfaceB有相同的默认方法  System.out.println("默认方法AAA");  }  }  2) public interface MyInterfaceB {   public abstract void methodB();   public abstract void methodAbs();   public default void methodDefault() { //与MyInterfaceA有相同的默认方法  System.out.println("默认方法BBB");  }  }  3） public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {   @Override  public void methodA() {  System.out.println("覆盖重写了A方法");  }   @Override  public void methodB() {  System.out.println("覆盖重写了B方法");  }   @Override  public void methodAbs() {  System.out.println("覆盖重写了AB接口都有的抽象方法");  }   @Override  public void methodDefault() {  System.out.println("对多个接口当中冲突的默认方法进行了覆盖重写");  }  }

6）. 一个类如果直接父类当中的方法，和接口当中的默认方法产生了冲突，优先用父类当中的方法。 

1）父类、基类 public class Fu {  public void method() {  System.out.println("父类方法");  } }  2）接口 public interface MyInterface {  public default void method() {  System.out.println("接口的默认方法");  } }  3）子类 public class Zi extends Fu implements MyInterface { }  4）调用  public class Demo01Interface {  public static void main(String[] args) 
{  Zi zi = new Zi();  zi.method(); //输出的是：父类方法！  } }

13. 接口之间的多继承#

  1. 类与类之间是单继承的。直接父类只有一个。
  2. 类与接口之间是多实现的。一个类可以实现多个接口。
  3. 接口与接口之间是多继承的。

注意事项：

  1. 多个父接口当中的抽象方法如果重复，没关系。
  2. 多个父接口当中的默认方法如果重复，那么子接口必须进行默认方法的覆盖重写，【而且带着default关键字】。 
1） public interface MyInterfaceA {  public abstract void methodA();  public abstract void methodCommon();  public default void methodDefault() {  System.out.println("AAA");  } }  2） public interface MyInterfaceB {  public abstract void methodB();  public abstract void methodCommon();  public default void methodDefault() {  System.out.println("BBB");  } }  3）public interface MyInterface extends MyInterfaceA, MyInterfaceB {  public abstract void method();  @Override  public default void methodDefault() { //必须要重写该默认方法，且关键字default不可以省略！  } }  /*  这个子接口当中有几个方法？答：5个。  methodA 来源于接口A  methodB 来源于接口B  methodCommon 同时来源于接口A和B  method 来源于我自己  默认方法 methodDefault */  4）实现 public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {  @Override  public void method() {  }   @Override  public void methodA() {  }   @Override  public void methodB() {  }    @Override  public void methodCommon() {  }  }

多态#

1. 多态的概述#

2. 多态的格式与使用#

代码当中体现多态性，其实就是一句话：父类引用指向子类对象。

格式：
父类名称 对象名 = new 子类名称();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称(); 

1）父类  public class Fu {  public void method() {  System.out.println("父类方法");  }  public void methodFu() {  System.out.println("父类特有方法");  } } 2）子类  public class Zi extends Fu {  @Override  public void method() {  System.out.println("子类方法");  } }  3）使用  public class Demo01Multi {  public static void main(String[] args) {  // 使用多态的写法  // 左侧父类的引用，指向了右侧子类的对象  Fu obj = new Zi();   obj.method(); //输出：子类方法  obj.methodFu(); //输出：父类特有方法  } }

3. 多态中成员变量的使用特点#

访问成员变量的两种方式：

  1. 直接通过对象名称访问成员变量：看等号左边是谁，优先用谁，没有则向上找。
  2. 间接通过成员方法访问成员变量：看该方法属于谁，优先用谁，没有则向上找。

注意：成员变量是不能进行覆盖重写的！ 

1）父类 public class Fu /*extends Object*/ {  int num = 10;  public void showNum() {  System.out.println(num);  }   public void method() {  System.out.println("父类方法");  }   public void methodFu() {  System.out.println("父类特有方法");  } }  2）子类 public class Zi extends Fu {  int num = 20;  int age = 16;  @Override  public void showNum() {  System.out.println(num);  }   @Override  public void method() {  System.out.println("子类方法");  }   public void methodZi() {  System.out.println("子类特有方法");  } }  3）使用  public class Demo01MultiField {   public static void main(String[] args) {  // 使用多态的写法，父类引用指向子类对象  Fu obj = new Zi();  System.out.println(obj.num); // 父：10 //        System.out.println(obj.age); // 错误写法！   System.out.println("=============");    // 子类没有覆盖重写，就是父：10 ！！   // 子类如果覆盖重写，就是子：20 ！！  obj.showNum();  } }

4. 多态中成员方法的使用特点#

在多态的代码当中，成员方法的访问规则是：看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找。

口诀：编译看左边，运行看右边。 

//父子类实现代码，看上述多态成员变量的代码 public class Demo02MultiMethod {   public static void main(String[] args) {  Fu obj = new Zi(); // 多态   obj.method(); // 父子都有，优先用子  obj.methodFu(); // 子类没有，父类有，向上找到父类   // 编译看左边，左边是Fu，Fu当中没有methodZi方法，所以编译报错 !!!!! //        obj.methodZi(); // 错误写法！  } }

对比一下：
成员变量：编译看左边，运行还看左边。
成员方法：编译看左边，运行看右边。

5. 使用多态的好处#

6. 对象的向上/向下转型#

示意图

  • 对象的向上转型
    其实就是多态写法，父类名称 对象名 = new 子类名称();。向上转型一定是安全的！ 
1）抽象类 public abstract class Animal {  public abstract void eat(); } 2）子类 public class Cat extends Animal {  @Override  public void eat() {  System.out.println("猫吃鱼");  } } 3）向上转型示例 public class Demo01Main {  public static void main(String[] args) {  // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。  Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫  animal.eat(); // 猫吃鱼  } }

向上转型一定是安全的，没有问题的，正确的。
但是也有一个弊端：

  • 对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容。 
1）子类添加自己独有的方法catchMouse public class Cat extends Animal {  @Override  public void eat() {  System.out.println("猫吃鱼");  }    // 子类特有方法  public void catchMouse() {  System.out.println("猫抓老鼠");  } }  2）用父类对象调用会出错 public class Demo01Main {   public static void main(String[] args) {  // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。  Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫  animal.eat(); // 猫吃鱼  //        animal.catchMouse(); // 错误写法！！！  } }

解决方案：用对象的向下转型【还原】

  • 对象的向下转型
    将父类对象【还原】成本来的子类对象 
接上述代码....  // 向下转型，进行“还原”动作  Cat cat = (Cat) animal;  cat.catchMouse(); // 猫抓老鼠

注意：
向下转型时，必须保证本来是【猫🐱】，才能向下转型还原为【猫🐱】！
如果本来不是【猫🐱】，向下转型为【猫🐱】，会报错！ 【ClassCaseException】
该错误写法，【编译不会】报错，但是【运行】会出现异常：【java.lang.ClassCastException，类转换异常】

7. 用instanceof关键字进行类型判断#

如何才能知道一个父类引用的对象，本来是什么子类？

格式：
对象 instanceof 类名称
返回值：将会得到一个boolean值结果，也就是判断前面的对象能不能当做后面类型的实例。 

1）新增Dog类 public class Dog extends Animal {  @Override  public void eat() {  System.out.println("狗吃SHIT");  }    public void watchHouse() {  System.out.println("狗看家");  } }  2）使用示例 public class Demo02Instanceof {   public static void main(String[] args) {  Animal animal = new Dog(); // 本来是一只狗  animal.eat(); // 狗吃SHIT   giveMeAPet(new Dog());  }    public static void giveMeAPet(Animal animal) {        
 // 如果希望掉用子类特有方法，需要向下转型  // 判断一下父类引用animal本来是不是Dog   if (animal instanceof Dog) {  Dog dog = (Dog) animal;  dog.watchHouse();  }         // 判断一下animal本来是不是Cat   if (animal instanceof Cat) {  Cat cat = (Cat) animal;  cat.catchMouse();  }  } }

8. 笔记本USB接口案例分析与实现#

案例：进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘

  • USB接口，包含开***能、关闭功能
  • 笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能
  • 鼠标类，要实现USB接口，并具备点击的方法
  • 键盘类，要实现USB接口，具备敲击的方法

分析：

1）USB  public interface USB {  public abstract void open(); // 打开设备  public abstract void close(); // 关闭设备 }  2）鼠标  // 鼠标就是一个USB设备  public class Mouse implements USB {  @Override  public void open() {  System.out.println("打开鼠标");  }   @Override  public void close() {  System.out.println("关闭鼠标");  }    public void click() {  System.out.println("鼠标点击");  } }  3）键盘  // 键盘就是一个USB设备  public class Keyboard implements USB {  @Override  public void open() {  System.out.println("打开键盘");  }   @Override  public void close() {  System.out.println("关闭键盘");  }    public void type() {  System.out.println("键盘输入");  } }  4）电脑  public class Computer {   public void powerOn() {  System.out.println("笔记本电脑开机");  }    public void powerOff() {  System.out.println("笔记本电脑关机");  }   // 使用USB设备的方法，使用接口作为方法的参数   public void useDevice(USB usb) {  usb.open(); // 打开设备   if (usb instanceof Mouse) {  // 一定要先判断  Mouse mouse = (Mouse) usb; // 向下转型  mouse.click();  }  else if (usb instanceof Keyboard) { // 先判断  Keyboard keyboard = (Keyboard) usb; // 向下转型  keyboard.type();  }  usb.close(); // 关闭设备  }  } 5）使用示例  public class DemoMain {   public static void main(String[] args) {  // 首先创建一个笔记本电脑  Computer computer = new Computer();  computer.powerOn();   // 准备一个鼠标，供电脑使用 //        Mouse mouse = new Mouse();  // 首先进行向上转型  USB usbMouse = new Mouse(); // 多态写法  // 参数是USB类型，我正好传递进去的就是USB鼠标  computer.useDevice(usbMouse);    // 创建一个USB键盘  Keyboard keyboard = new Keyboard(); // 没有使用多态写法   // 方法参数是USB类型，传递进去的是实现类对象  computer.useDevice(keyboard); // 正确写法！也发生了向上转型   // 使用子类对象，匿名对象，也可以  //        computer.useDevice(new Keyboard()); // 也是正确写法   computer.powerOff();  } }