Java的抽象类和接口机制应用你get了没

Designer 小郑

发布于 2023-08-01 11:05:19

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前面学习了Java面向对象的继承机制，下面来学习Java的多态机制。

抽象

还记得在校期间上《大学物理》课的时候，老师在讲物质之间的万有引力定律，其实我内心不是很理解，就感觉有点点抽象，在生活中没有实际应用。

换句话说，我们看不见，摸不着，但不能否认他的存在。

又比如说，水果就是一个抽象概念。

“吃水果”，代表吃苹果香蕉梨等具体的水果，而不是“水果”这个物质。

在Java面向对象编程中，也有“抽象”这一个概念，Java提供了abstract关键字。

abstract

abstract是Java语言中一个重要的关键字，是表示抽象的修饰符，可以修饰类和方法，被修饰的类和方法分别被称为抽象类和抽象方法。

比如水果类就是一个抽象类，具体到某种水果的实现时，总是归类于某类水果种类。

所以说，在需要某个抽象类的具体实例化时，只能用具体类的实例来代替。

而且，抽象类不能实例化，不能new一个新对象。

抽象类

在Java中，抽象类可以理解为一个半成品，需要子类继承该抽象类，并且覆盖抽象方法，这样子类才有new对象的能力。

但如果子类还是没能实现父类的抽象方法，那么子类也是抽象类，可以无限循环下去。

抽象类一般位于抽象层，表示该类的设计还没完善，还没得到具体解释，必须在子类进一步完善之后，才可以实例化对象。

创建一个抽象类：User

package cn.zwz;

public interface User {
    void say();
}

创建User类的实例化：Student

package cn.zwz;

public class Student implements User{
    @Override
    public void say() {
        System.out.println("我是学生");
    }
}

Student类实现了抽象类User的say方法，才能实例化对象进行调用方法：

package cn.zwz;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.say();
    }
}

Java的abstract有一定的约束条件，比如：

1.抽象类可以没有抽象方法，如：

public abstract class User {
}

2.在一个类中存在抽象方法时，该类会变成抽象类

public abstract class User {
    abstract void say();
}

3.类的构造方法不能抽象化

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

    // 错误
    abstract public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

4.类的静态方法不能抽象化

public abstract class User {
    /**
     * 错误
     */
    public abstract static int add(int a,int b) {
        return a + b;
    }
}

5.抽象类抽象方法不能被final修饰

public abstract class User {
    private String name;
    private final int age; // 错误
}

6.抽象方法不能和public等权限关键字连用。

public abstract class User {
    private String name;
    private abstract int age; // 错误
}

接口

在Java程序设计中，不支持多继承，但支持实现多个接口。

Java提供了interface关键字来定义接口，可以理解为是一种规范或者一种标准。

Java采用单一继承机制，多继承的使用场景则用接口来弥补。

比如有一名工人张三，在人类生物学角度看，只有一位生物学意义上的父亲。但对张三来说，在不同场景下有不同的身份，在学校是一个学生，在公司是一名软件工程师，在超市是一名消费者…根据传统的面向对象概念，张三必须要有学生父亲，才能成为学生；必须要有一名消费者父亲，才能成为消费者…这显然是不成立的。

Java如何实现？就是用了接口的概念，张三接了学生的口，那么他就是学生，接了消费者的口，那么他就是消费者。

又比如说生活中各式各样的标准件，比如A4纸，无需提供纸张的长宽度，即可完成打印；比如电器的220V电压，无需提供电阻和电流值；又比如说软考，我们通过学习成长，拿到了软考证书，就可以去当软件工程师。

接口就是规范、标准，在日常生活中有着各式各样广泛的应用。在Java开发中也是这样，开发者在设计接口时，可以不关注细节，只关心接口的功能和数据格式要求。

比如下面的一个User接口

public interface User {
    /**
     * 要实现说话功能
     */
    public void say();

    /**
     * 要实现加法计算功能
     * @param x
     * @param y
     * @return
     */
    public int add(int x,int y);
}

在Java程序设计中，接口的出现让面向对象程序设计理念前进了一大步，使得代码能够更好的模拟现有世界。

接口的具体实现

在Java中，一个类可以通过关键字 implements 申明自己实现的接口。

如果需要实现多个接口，用逗号隔开即可。

如下Student学生类实现了User接口。

public class Student implements User{
    @Override
    public void say() {
        System.out.println("我是一名学生!");
    }

    @Override
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

Student类实现了User接口，和继承机制一样，继承了接口中定义的常量和抽象方法。

常量可以直接使用，但抽象方法需要在类中提供具体实现；也可以不实现且继续成为抽象类，不能实例化对象。