java面向对象基础(四)：抽象类和接口

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抽象类(abstract)

1. 使用abstract关键字来修饰的类是抽象类。使用abstract修饰方法时这个方法称为抽象方法。
2. 含有抽象方法的类必须被声明为抽象类，抽象类必须被继承，抽象方法必须被重写。
3. 抽象类不能被实例化，即不能new该类对象。因为抽象类是比较抽象的类，是残缺不全的类。
4. 抽象方法只需定义它的结构，不需写方法体。因为抽象方法最终都要被子类重写，即使定义抽象方法也是多余的。
5. 抽象类中并非一定要包含抽象方法，也并非不能包含普通方法。

以下面多态的示例来说明：

class Animal {
  private String name;
  Animal(String name) {this.name = name;}

  public void sing(){System.out.println("animal sing...");} //这是多余的方法
}

class Cat extends Animal {
  private String eyeColor;
  Cat(String n,String c) {super(n); eyeColor = c;}

  public void sing() {System.out.println("cat sing...");}
}

class Dog extends Animal {
    private String furColor;
    Dog(String n,String c) {super(n); furColor = c;}

    public void sing() {System.out.println("dog sing...");}
}

class Lady {
    private String name;
    private Animal pet;
    Lady(String name,Animal pet) {this.name = name; this.pet = pet;}
    public void myPetSing(){pet.sing();}
}

public class DuoTai {
    public static void main(String args[]){
        Cat c = new Cat("catname","blue");
        Dog d = new Dog("dogname","black");
        Lady l1 = new Lady("l1",c);
        Lady l2 = new Lady("l2",d);
        l1.myPetSing();
        l2.myPetSing();
    }
}

父类Animal中的sing()方法迟早要被子类Cat、Dog重写，而且在多态实现下，Animal的sing()完全是多余的。因此，可以将Animal的sing()方法的方法体删掉。

class Animal {
  private String name;
  Animal(String name) {this.name = name;}

  public void sing() {}
}

更彻底一点，将sing()方法加上abstract关键字，这个方法变为抽象方法，抽象方法是不完整的方法，它必须被子类重写。抽象方法所在的类也必须加上abstract关键字变成抽象类。成了抽象类后这个类也是不完整的类，所以无法实例化new Animal。

abstract class Animal {
  private String name;
  Animal(String name) {this.name = name;}

  public abstract void sing();
}

虽然Animal中的sing()用不上了，但它却必须要定义出来，因为它要被子类重写。另外，如果子类不想重写抽象方法，可以将这个子类也定义为抽象类，并让子子类去重写。

接口(interface)

接口定义的是一种具有某种能力的标准，通过接口实现的方式来体现如何具有该这些能力。说白了它就是能实现某些能力的标准。

例如定义一个USB接口的标准，各厂商如何去实现这个标准由各厂商自己去决定，但不管如何，各厂商实现的USB接口必须达到标准所要求具有的能力。

放在编程语言中来说，接口是一种特殊的抽象类，里面的方法必须全部是抽象方法且都是public的，里面的变量也必须都是"public static final"属性的。即使不写这些修饰关键字，默认也是这些属性，但如果写了，就绝对不能写错。

定义接口的方式是使用interface关键字替代class关键字。例如以下定义一个Singable接口，要求必须有喉咙，且能唱歌，能临时停止唱歌。

interface Singable {
    public static final boolean houlong = true;

    public void sing();
    public void tmpStop();
}

既然接口是一种抽象类，那么就可以被继承，且里面的方法必须要重写以体现各子类独有的能力。通常接口都被命名为"XXXable"，因为接口一般体现的是具有某种能力。

继承接口这个特殊类的术语是"实现接口"，使用implement关键字。某个类可以实现多个接口，也就是"多重继承"。不仅如此，实现接口的同时还可以实现extends继承其他类。有以下几种写法：

class A implement intf1 {}
class A implement intf1,intf2 {}
class A extends ParentClass implement intf1,intf2 {}

以下是一个示例，定义了Singable和Paintable两个接口，还定义了两个实现这两接口的类Student和Teacher，它们分别有各自的方法study()和teach()。

interface Singable {
    public void sing();
}

interface Paintable {
    public void paint();
}

class Student implements Singable {
    private String name;
    Student(String name) {this.name = name;}

    public void study() {System.out.println("Student studing...");}

    // overwrite methods
    public void sing() {System.out.println("Student singing...");}
}

class Teacher implements Singable,Paintable {
    private String name;
    Teacher(String name) {this.name = name;}

    public void teach() {System.out.println("Teacher teaching...");}

    // overwrite methods
    public void sing() {System.out.println("Teacher singing...");}
    public void paint() {System.out.println("Teacher painting...");}
}

public class Interface {
    public static void main(String[] args) {
        Singable s1 = new Student("Malongshuai");
        s1.sing();
        //s1.study();   //return error! because s1 upcasting from Student to Singable
        Student s = (Student)s1;
        s.study();  //return true

        Singable t1 = new Teacher("Gaoxiaofang");
        t1.sing();
        //t1.paint(); //return error! t1 upcasting from Teacher to Singable,not Paintable
        Paintable t = (Paintable)t1;
        t.paint();
    }
}

上面的示例中，Student类实现了Singable接口，所以它重写了sing()，Teacher类实现了Singable接口和Paintable接口，所以它重写了sing()和paint()。

需要注意的点在于接口和实现接口的类之间具有多态性。正如上面的Singable t1 = new Teacher("Gaoxiaofang");，此时t1虽然引用的是Teacher对象，但它能识别的数据只有Singable接口的成员sing()，而无法识别Teacher自身的方法teach()和Paintable接口的方法paint()，且因为子类Teacher重写了Singable中的sing()，所以多态性使得t1.sing()调用的是Teacher重写后的sing()。要访问paint()，需要将t1转型为Paintable类型或者Teacher类型，要访问teach()，就必须转型为Teacher类型。

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