巩固Java基础之抽象类和接口
抽象类
在面向对象的领域一切都是对象,所有的对象都是通过类来描述的。如果我们要定义的一个类没有足够的信息来描述一个具体的对象,还需要其他的具体类来支持,这个时候我们可以考虑使用抽象类。在类定义的前面增加abstract关键字,就表明一个类是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。由于抽象类不能实例化对象,所以抽象类必须被继承,才能被使用。
我们看Graph的代码,我们如果将Graph定义为抽象类,代码如下:
abstract class Graph {
String name;
public Graph(){}
public Graph(String name) {
this.name = name;
}
public void show() {
System.out.println("I'm a graph");
}
}
增加abstract修饰符之后,Graph就不能被实例化了,即无法通过new Graph()来创建对象。
abstract关键字同样可以用来声明抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。抽象方法没有定义,方法名后面直接跟一个分号,而不是花括号。声明抽象方法会带来以下两个结果:
如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。 任何子类必须重写父类的抽象方法,否则就必须声明自身为抽象类 一般情况下,我们将一个类声明为abstract的,是因为它包含了没有具体实现的抽象方法。比如说我们给Graph类增加一个求面积的方法area(),因为我们不知道图形的形状,我们是无法给出实现的,只能交给特定的子类去实现,这时我们只能讲area()声明为abstract的,代码如下:
abstract class Graph {
String name;
public Graph(){}
public Graph(String name) {
this.name = name;
}
public void show() {
System.out.println("I'm a graph");
}
public abstract double area();
}
这时Retangle类就必须给出area()方法的实现,否则它自己也必须用abstract修饰。
class Retangle {
...
public double area() {
return width * height;
}
}
接口
接口定义
与抽象类类似的一个重要概念是接口。接口(Interface)是一组抽象方法的集合。接口中定义的方法没有方法体,它们以分号结束。
接口也抽象类一样,无法被实例化,但是可以被实现。一个实现接口的类,必须实现接口内所描述的所有方法,否则就必须声明为抽象类。编写接口和编写类的方式是大体上是类似的,一个接口可以有多个方法,代码保存在以接口命名且以.java结尾的文件中。接口使用interface关键字进行定义。
比如我们定义一个Animal接口。
interface Animal { void eat(); void sleep(); } 这个接口包含了两个抽象方法:eat()和sleep()。接口中的方法都是外部可访问的,因此我们可以不需要用public修饰。
接口中也可以声明变量,一般是final和static类型的,要以常量来初始化,实现接口的类不能改变接口中的变量。比如我们可以在Animal接口增加一个成员变量TIMES_OF_EATING,表示动物每天吃饭的次数。
interface Animal {
static final TIMES_OF_EATING = 3;
void eat();
void sleep(); } 接口访问权限有两种:public权限和默认权限,如果接口的访问权限是public的话,所有的方法和变量都是public。默认权限则同一个包内的类可以访问。
一个接口能继承另一个接口,和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字,子接口继承父接口的方法。比如我们可以定义TerrestrialAnimal接口,表示陆栖动物,它继承自Animal接口,同时还具有run()方法。
interface TerrestrialAnimal extends Animal {
void run(); }
接口实现
类使用implements关键字实现接口。在类声明中,implements关键字放在class声明后面。接口支持多重继承,即一个类可以同时实现多个接口。
class Cat implements Animal {
public void eat() {
System.out.println("eat");
}
public void sleep() {
System.out.println("sleep");
} } 类需要对接口中的每一个方法都给出实现。
我们可以使用接口类型来声明一个变量,那么这个变量可以引用到一个实现该接口的对象。比如:
Animal cat = new Cat() 讲集合的时候,我们说过ArrayList是List接口的实现,HashMap是Map接口的实现,这回你应该明白了吧。通过接口来申明变量,可以让程序更具有扩展性,因为将来我们更方便替换接口的实现。
比如PostRepository的getAll方法可以返回List
public class PostRepository {
...
public static List<Post> getAll() {
return null;
} }
回顾
我们基于Map实现了一个PostRepositoryByMap,这里为了统一我们不妨把PostRepository改名为PostRepositoryByList。
我们可以使用Eclipse的重构功能来进行类的改名操作。右键选中PostRepository.java文件,【Refactor】->【Rename】,输入新的名称即可。
我们发现PostRepositoryByMap和PostRepositoryByList公共方法的签名是完全一样的。我们可以将这些方法,提取到一个公共接口中来,让它们分别实现这个接口。我们将这个接口命名为PostRepository。
用于在文件中加载和保存博客信息的loadData()和save()方法也可以加入到这个接口中,最终PostRepository接口的代码如下:
package com.tianmaying.repository;
import java.util.List;
import com.tianmaying.domain.Post;
public interface PostRepository {
public void add(Post post);
public Post getPostById(long id);
public void remove(long id);
public List<Post> getAll();
public void loadData();
public void saveData(); } 注意这些方法都没有static修饰了,因为接口中的方法是不能为静态的。所以PostRepositoryByMap和PostRepositoryByList类让它们实现PostRepository接口的同时,方法的签名也需要做对应的修改。
public class PostRepositoryByMap implements PostRepository {
public void add(Post post) {
posts.add(post);
}
...
// 新增加的方法,先给出一个空的实现
public void loadData() {
}
// 新增加的方法,先给出一个空的实现
public void saveData() {
}
} 这样修改之后,我们可以通过PostRepository来声明变量,而选择哪个具体的实现类就具有更大的灵活性了。
抽象类和接口的比较
相同点:
都不能被实例化 都包含抽象方法,这些抽象方法用于描述系统能提供哪些服务,而这些服务是由子类来提供实现的 在系统设计上,两者都代表系统的抽象层,当一个系统使用一棵继承树上的类时,应该尽量把引用变量声明为继承树的上层抽象类型,这样可以提高两个系统之间的松耦合
不同点:
在抽象类中可以为部分方法提供默认的实现,从而避免在子类中重复实现它们;但是抽象类不支持多继承。接口不能提供任何方法的实现,但是支持多继承。 接口代表了接口定义者和接口实现者的一种契约;而抽象类和具体类一般而言是一种is-a的关系,即两者在概念本质上是相同的。
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