Java----多态+抽象类+抽象方法+接口-白红宇

Java----多态+抽象类+抽象方法+接口

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发布时间：2019-03-15

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Java编程日志 Day05：抽象方法与接口的深入理解

时间：2021年2月7日下午阴

今天，我在学习Java基础内容时，深入研究了抽象方法、抽象类以及接口的概念，并尝试将这些理论知识在代码中进行实际应用。下面是我今天的学习总结。

抽象方法

抽象方法是Java中的一种基本概念，它允许我们在父类中定义一些必须由子类实现的方法。当这些方法在父类中不需要具体的实现代码时，我们可以用抽象方法来表示这些方法的签名，并由子类进行实现。

在Java语法中，抽象方法的定义方式如下：

abstract void 方法名();

抽象方法的特点：

不需要方法体（抽象方法的实现类似于Java接口中的方法）。

必须用abstract关键字修饰。

父类中的抽象方法不能直接调用。

抽象方法的使用场景非常广泛，常见于设计一个框架或基础类并让子类根据具体需求实现其功能。

抽象类

抽象类是与抽象方法密切相关的一个概念。抽象类可以包含抽象方法，但它本身也可以不包含抽象方法。重要的是，一个抽象类的对象无法被实例化，因为它需要被继承，然后由子类实现其抽象方法。

在Java语法中，定义一个抽象类的方式如下：

abstract class 类名 {    // 抽象类的抽象方法或其他代码}

抽象类的特点：

使用abstract修饰类名。

抽象类不能被实例化，必须被继承。

子类必须实现抽象类中的抽象方法才能进行实例化。

例如，一个简单的抽象类的实现：

abstract class Animal {    abstract void sound(); // 定义一个抽象方法}

在这里，Animal是一个抽象类，只有方法签名，没有方法体。任何继承自Animal的类（如Dog或Cat）都必须实现sound()方法。

接口

接口是Java中的另一个重要概念，它实际上是一种特殊的抽象类。接口可以定义一组方法的签名，但这些方法不需要具体的实现代码。接口的主要特点是：

接口中的方法可以是抽象方法（默认带有abstract修饰符）。

接口可以继承其他接口。

接口不需要实现方法的具体代码，可以由具体的实现类进行提供。

在Java中，定义一个接口的语法如下：

interface 接口名 {    // 接口中的抽象方法}

接口的作用：

提供一种规范，告诉实现类必须满足的方法接口。

方便多个类之间的通信和交互。

起到类似于 Unrealized Interface 的作用。

接口的实现方式：

用implements关键字修饰实现类。

实现类必须实现接口中的所有抽象方法。

接口的变量默认属性：

接口中的变量默认是public static final。

接口的重要特征：

一个类可以实现多个接口。

接口可以被另一个接口继承。

例如，以下是一个简单的接口实现：

interface USB {    String getName(); // get方法    void connect();   // action方法}

实现类可以是：

class USBDevice implements USB {    private String type;    public String getType() {        return this.type;    }    public void connect() {        // 实现连接逻辑    }}

接口的作用与理解

在编程中，接口起到相当重要的作用。它类似于现实世界中的标准或规范，允许多个不同实现类之间进行协议通信。例如，USB接口就是一个典型的应用场景。

USB接口提供了统一的接口规范。

不同厂商（如_HP、阿迪达斯）开发的设备都可以通过同一接口进行连接。

每个设备可以根据接口提供的方法实现自己独特的功能。

在代码中，类似的概念使得一个大型系统能够支持多种模块或组件协同工作。

多态

多态是Java中另一个核心概念，直接关系到OOP（面向对象编程）的灵活性。多态的本质是：在Java运行时，同一个方法可以根据传递的对象类型执行不同的行为。

多态的实现方式：

允许一个父类的变量引用子类的对象。

在方法执行时，会根据变量实际引用对象的类型，动态选择相应的方法实现。

多态的实现示例：

interface Shape {    void draw(); // abstact method}class Circle implements Shape {    @Override    public void draw() {        System.out.println("画一个圆");    }}class Triangle implements Shape {    @Override    public void draw() {        System.out.println("画一个三角形");    }}// main函数public class Main {    public static void main(String[] args) {        Shape shape = new Circle(); // parent reference        shape.draw(); // output: 画一个圆        shape = new Triangle(); // parent reference changes        shape.draw(); // output: 画一个三角形    }}

在这个例子中：

Shape是接口，定义了一个抽象方法draw()。

Circle和Triangle是Shape的实现类。

在main()方法中，一个Shape类型的变量可以引用Circle或Triangle的对象。

根据变量实际引用对象的类型，方法draw()会调用相应的实现。

多态的注意事项：

引用子类对象时，可以无需显式转换。

子类对象的方法不能在父类视图中调用。

可使用instanceof操作符检查对象类型。

实际应用：接口的使用

很多时候，我们需要一种方法，让不同实现类之间能够透透接，彼此之间不必关心对方的具体实现细节。接口的存在，使一个类可以灵活配置各组件，而不必关注每个组件的内部实现细节。

例如，设计一个音效系统的接口：

interface SoundEffect {    String getSoundEffect(String source); // 根据输入源生成特定音效。}

实现类可以是：

class DogSound implements SoundEffect {    public String getSoundEffect(String input) {        return "ifies the dog's叫声";    }}class CatSound implements SoundEffect {    public String getSoundEffect(String input) {        return "ifies the cat's叫声";    }}// 使用:SoundEffect effect = new DogSound();System.out.println(effect.getSoundEffect("bark")); // 输出：ifies the dog's叫声effect = new CatSound();System.out.println(effect.getSoundEffect("mew")); // 输出：ifies the cat's叫声

这种方式实现了灵活性和可扩展性，任何符合接口SoundEffect的类都可以轻松地被集成到系统中。