【Java】抽象类和接口

1. 抽象类

1.1 抽象类的概念

• 所有的对象都是通过类来描述的，但是反过来不是所有类都可以描述对象。
• 如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

1.2 抽象类的语法

abstract 关键字

• 在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体。
• 注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法

1.3 抽象类的特性

• 1. 抽象类不能直接实例化出对象
• 2. 抽象方法不能是 private 的
• 3. 抽象方法不能被 static 和 final 修饰 -- 因为子类需要重写抽象方法
• 4. 抽象类必须要被继承，并且继承后的子类需要重写父类的抽象方法，否则子类也是一个抽象类，需要被abstract进行修饰
• 5. 抽象类中不一定有抽象方法，当时抽象方法一定属于抽象类
• 6. 抽象也有构造方法，供子类创建对象的时候，初始化父类的成员变量

1.4 抽象类的作用

• 抽象类与普通类相比 -- 多了一层编译器的校验

2. 接口

2.1 接口概念

• 接口就是公共的行为规范标准，只要符合规范标准，就可以通用。
• 在Java中，接口是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。

2.2 语法规则

interface 关键字

• 接口的定义和类 类似，只需要将 class 换成 interface 关键字即可
• 提示：
  • 1. 创建接口时，接口名字一般以 大写字母 I 开头
  • 2. 软性要求：最好是形容词命名

2.3 接口的使用

implement 关键字

• 接口不能直接使用，需要搭配一个类来实现接口中的所有抽象方法

public  class 类名称 implements 接口名称{
  // ...
}

2.4 接口的特性

• 1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接 new 对象。
• 2. 接口中的方法都是 public abstract 修饰的 -- 默认的，所以为了简洁不需要添加。
• 3. 接口中的方法是不能直接在接口中实现的，只能由实现接口类中来实现。
• 4. 在类中，重写接口方法的时候，不能使用默认的访问权限 -- 因为默认的权限 < public
• 5. 接口中，可以含有变量，默认被 public static final 修饰
• 6. 接口中，不能由静态代码块和构造代码块
• 7. 接口虽然不是类，但是接口编译完成后的字节码文件的后缀也是 .class
• 8. 如果类没有实现接口中所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类
• 9. jdk8 中，接口还可以包含 default 方法

2.5 实现多个接口

• Java不能多继承，所以接口的存在就是为了满足多继承的场景的 -- 即一个类可以实现多个接口。
• 继承表示的是 is - a的语义，而接口表示的具有什么特性

2.6 接口间的继承

• 用接口可以达到多继承的目的。
• 同样是 extends 关键字

2.7 接口的使用示例

给对象数组排序 -- 需要我们实现如何排序的方法

• 在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法. compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象.
• 注意事项: 对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 "可比较" 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则.

模拟实现使用接口的冒泡排序

2.8 Clonable 接口和深拷贝

• Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.
• Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 "拷贝". 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常.

实现深拷贝 -- 每个引用类型都需要实现clone 且都需要进行赋值 -- 也就是说，成员变量有几个引用类型，就需要调用几次clone方法

2.9 抽象类和接口的区别

• 相同点
  • 都是Java中实现的多态的方式
• 区别
  • 1. 抽象类中可以包含普通方法和普通字段 -- 这些方法和字段可以直接被子类直接使用而不需要被重写；而接口中不能包含普通方法，子类必须重写接口中所有抽象方法。
  • 2. 结构组成：抽象类中有普通方法+抽象方法；接口（抽象方法 + 全局变量）
  • 3. 权限：抽象类中可以有各种各样的权限；接口中只能是public
  • 4. 子类使用：子类通过extends来继承抽象类，通过interface来实现接口。
  • 5. 关系：一个抽象可以实现若干个接口；接口不能继承抽象类，但接口可以使用extends关键字来继承多个父接口

3. Object 类

• Object 是Java默认提供的一个类。
• Java中除了 Object类，所有的类都是存在继承关系的 -- 默认都会继承Object父类。
• 即所有类的对象都可以用 Object 类来接受。

class Person{}
class Student{}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
function(new Person());
function(new Student());
}
public static void function(Object obj) {
System.out.println(obj);
}
}
//执行结果：
Person@1b6d3586
Student@4554617c

Object 类中方法

Object 中的方法都需要全部进行掌握

toString 方法  -- 获取对象信息

// Object类中的toString()方法实现：
public String toString() {
  return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

equals方法 -- 对象比较

Java中 == 比较：

• 如果==左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同
• 如果==左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同
• 如果要比较对象中内容，必须重写Object中的equals方法，因为equals方法默认也是按照地址比较的：

// Object类中的equals方法
public boolean equals(Object obj) {
  return (this == obj);  // 使用引用中的地址直接来进行比较
}

结论：比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

hashcode方法 -- 算了一个具体的对象位置

• hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同
• 事实上hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置。