011-多态&抽象类&接口

1.多态

1.1多态的概述（记忆）

什么是多态

同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态
多态的前提
- 要有继承或实现关系
- 要有方法的重写
- 要有父类引用指向子类对象

1.2多态中的成员访问特点（记忆）

成员访问特点
- 成员变量：编译看父类，运行看父类
- 成员方法：编译看父类，运行看子类
为什么成员变量和成员方法的访问不一样呢？

因为成员方法有重写，成员变量没有

代码演示

动物类

public class Animal {
    public int age = 40;

    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类

public class Cat extends Animal {
    public int age = 20;
    public int weight = 10;

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame() {
        System.out.println("猫捉迷藏");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //有父类引用指向子类对象
        Animal a = new Cat();

        System.out.println(a.age);  // 40，父类的
//        System.out.println(a.weight);  // 报错

        a.eat();  // 猫吃鱼，子类的
//        a.playGame();  // 报错
    }
}

1.3多态的好处和弊端（记忆）

好处

提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作
弊端

不能使用子类的特有成员和方法

1.4多态中的转型（应用）

向上转型

父类引用指向子类对象就是向上转型
向下转型

格式：子类型对象名 = (子类型)父类引用;

代码演示

动物类

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame() {
        System.out.println("猫捉迷藏");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //多态
        //向上转型
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
//      a.playGame();


        //向下转型
        Cat c = (Cat)a;
        c.eat();
        c.playGame();
    }
}

1.5 多态转型的内存图

1.6多态的案例（应用）

案例需求

请采用多态的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试

代码实现

动物类

public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类

public class Cat extends Animal {

    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

狗类

public class Dog extends Animal {

    public Dog() {
    }

    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建猫类对象进行测试
        Animal a = new Cat();
        a.setName("加菲");
        a.setAge(5);
        System.out.println(a.getName() + "," + a.getAge());
        a.eat();

        a = new Cat("加菲", 6);
        System.out.println(a.getName() + "," + a.getAge());
        a.eat();
    }
}

2.抽象类

2.1抽象类的概述（理解）

当我们在做子类共性功能抽取时，有些方法在父类中并没有具体的体现，这个时候就需要抽象类了！

在Java中，一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类！

2.2抽象类的特点（记忆）

抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰

//抽象类的定义
public abstract class 类名 {}

//抽象方法的定义
public abstract void eat();

抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
抽象类不能实例化

抽象类如何实例化呢？参照多态的方式，通过子类对象实例化，这叫抽象类多态
抽象类的子类

要么重写抽象类中的所有抽象方法

要么是抽象类

2.3抽象类的成员特点（记忆）

成员的特点
- 成员变量
  - 既可以是变量
  - 也可以是常量
- 构造方法，但是不能实例化，用于子类访问父类数据初始化
  - 空参构造
  - 有参构造
- 成员方法
  - 抽象方法：限定子类必须实现
  - 普通方法：提高代码复用性

代码演示

动物类

public abstract class Animal {

    private int age = 20;
    private final String city = "北京";

    public Animal() {}

    public Animal(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void show() {
        age = 40;
        System.out.println(age);
//        city = "上海";
        System.out.println(city);
    }

    public abstract void eat();

}

猫类

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        a.show();
    }
}

2.4抽象类的案例（应用）

案例需求

请采用抽象类的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试

代码实现

动物类

public abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

猫类

public class Cat extends Animal {

    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

狗类

public class Dog extends Animal {

    public Dog() {
    }

    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象，按照多态的方式
        Animal a = new Cat();
        a.setName("加菲");
        a.setAge(5);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();
        System.out.println("--------");

        a = new Cat("加菲",6);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();
    }
}

3.接口

3.1接口的概述（理解）

接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，大家都可以通用。

Java中的接口更多的体现在对行为的抽象！

3.2接口的特点（记忆）

接口用关键字interface修饰
1
public interface 接口名 {}

类实现接口用implements表示

1	`public class 类名 implements 接口名 {}`

接口不能实例化

接口如何实例化呢？参照多态的方式，通过实现类对象实例化，这叫接口多态。

多态的形式：具体类多态，抽象类多态，接口多态。
接口的子类

要么重写接口中的所有抽象方法

要么子类也是抽象类

3.3接口的成员特点（记忆）

成员特点
- 成员变量
  
  只能是常量
  默认修饰符：public static final
- 构造方法
  
  没有，因为接口主要是扩展功能的，而没有具体存在
- 成员方法
  
  只能是抽象方法
  默认修饰符：public abstract
  关于接口中的方法，JDK8和JDK9中有一些新特性，后面再讲解

代码演示

接口

public interface Inter {
    public int num = 10;
    public final int num2 = 20;
//    public static final int num3 = 30;
    int num3 = 30;

//    public Inter() {}

//    public void show() {}

    public abstract void method();
    void show();
}

实现类

// 默认继承自 object 类
public class InterImpl extends Object implements Inter {
    public InterImpl() {
        super();
    }

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

测试类

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Inter i = new InterImpl();
//        i.num = 20;
        System.out.println(i.num);
//        i.num2 = 40;
        System.out.println(i.num2);
        System.out.println(Inter.num);
    }
}

3.4接口的案例（应用）

案例需求

对猫和狗进行训练，他们就可以跳高了，这里加入跳高功能。

请采用抽象类和接口来实现猫狗案例，并在测试类中进行测试。

代码实现

动物类

public abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

跳高接口

1
2
3

public interface Jumpping {
    public abstract void jump();
}

猫类

public class Cat extends Animal implements Jumpping {

    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    @Override
    public void jump() {
        System.out.println("猫可以跳高了");
    }
}

测试类

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象，调用方法
        Jumpping j = new Cat();
        j.jump();
        System.out.println("--------");

        Animal a = new Cat();
        a.setName("加菲");
        a.setAge(5);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();
//        a.jump();

        a = new Cat("加菲",5);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();
        System.out.println("--------");

        Cat c = new Cat();
        c.setName("加菲");
        c.setAge(5);
        System.out.println(c.getName()+","+c.getAge());
        c.eat();
        c.jump();
    }
}

3.5类和接口的关系（记忆）

类与类的关系

继承关系，只能单继承，但是可以多层继承
类与接口的关系

实现关系，可以单实现，也可以多实现，还可以在继承一个类的同时实现多个接口
接口与接口的关系

继承关系，可以单继承，也可以多继承

3.6抽象类和接口的区别（记忆）

成员区别
- 抽象类：变量,常量；有构造方法；有抽象方法,也有非抽象方法
- 接口：常量；抽象方法
关系区别
- 类与类：继承，单继承
- 类与接口：实现，可以单实现，也可以多实现
- 接口与接口：继承，单继承，多继承
设计理念区别
- 抽象类：对类抽象，包括属性、行为
- 接口：对行为抽象，主要是行为

4.综合案例

4.1案例需求（理解）

我们现在有乒乓球运动员和篮球运动员，乒乓球教练和篮球教练。

为了出国交流，跟乒乓球相关的人员都需要学习英语。

请用所学知识分析，这个案例中有哪些具体类，哪些抽象类，哪些接口，并用代码实现。

4.2代码实现（应用）

抽象人类

public abstract class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

抽象运动员类

public abstract class Player extends Person {
    public Player() {
    }

    public Player(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void study();
}

抽象教练类

public abstract class Coach extends Person {
    public Coach() {
    }

    public Coach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void teach();
}

学英语接口

1
2
3

public interface SpeakEnglish {
    public abstract void speak();
}

蓝球教练

public class BasketballCoach extends Coach {
    public BasketballCoach() {
    }

    public BasketballCoach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("篮球教练教如何运球和投篮");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球教练吃羊肉，喝羊奶");
    }
}

乒乓球教练

public class PingPangCoach extends Coach implements SpeakEnglish {

    public PingPangCoach() {
    }

    public PingPangCoach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("乒乓球教练教如何发球和接球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("乒乓球教练吃小白菜，喝大米粥");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("乒乓球教练说英语");
    }
}

乒乓球运动员

public class PingPangPlayer extends Player implements SpeakEnglish {

    public PingPangPlayer() {
    }

    public PingPangPlayer(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("乒乓球运动员学习如何发球和接球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("乒乓球运动员吃大白菜，喝小米粥");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("乒乓球运动员说英语");
    }
}

篮球运动员

public class BasketballPlayer extends Player {

    public BasketballPlayer() {
    }

    public BasketballPlayer(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("篮球运动员学习如何运球和投篮");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球运动员吃牛肉，喝牛奶");
    }
}

Java

#Java

011-多态&抽象类&接口

https://flepeng.github.io/021-Java-01-course-011-多态-抽象类-接口/

作者

Lepeng

发布于

2020年2月2日

许可协议

010-继承&修饰符上一篇

012-内部类&API 下一篇