《Java与面向对象程序》-4.3抽象类和接口

学习目标掌握抽象类的定义、特点及其使用方法，掌握接口的定义、特点及其使用方法主要内容抽象类接口案例：图形计算程序设计1.抽象类当定义一个类时，常常需要定义一些方法来描述该类的行为特征，但是有时这些方法的实现方式是无法确定的。例如前面定义的Person类，work()方法用于表示人的工作，对于不同职业的人工作是不同的，因此work()方法无法准确的描述人的工作。针对上面描述的情况，Java允许在定义方法时不写方法体，将该方法定义成抽象方法。1.抽象类使用abstract关键字修饰的方法为抽象方法，抽象方法是一种不完整的方法，抽象方法只有一个声明，没有方法的主体，也就是方法没有具体的实现，下面是抽象方法的定义示例：当一个类被abstract修饰时，该类称之为抽象类。所以定义一个抽象类只需在类前加上abstract修饰即可，定义抽象类示例如下：abstractvoidwork();//定义抽象方法work()//定义抽象类abstractclassPerson{ abstractvoidwork();//定义抽象方法work()}1.抽象类抽象类和抽象方法具有如下特点：（1）使用abstract关键字修饰的类为抽象类；（2）含有抽象方法的类必须声明为抽象类；（3）抽象类中可以没有抽象方法，在定义抽象类时，虽然类被abstract关键字修饰，但是可以不为这抽象类添加抽象方法；1.抽象类抽象类和抽象方法具有如下特点（续）：（4）抽象类不能够被实例化，当一个类被定义成抽象类后，不能使用new关键字创建该类的对象，否则会出现编译错误；（5）当使用abstract关键字修饰类时，表明这个类只能被继承；当abstract修饰方法时，表明这个方法必须由子类提供实现（重写）。而final修饰的类不能够被继承，final修饰的方法不能被重写，所以abstract关键字与final关键字不能同时使用；1.抽象类抽象类是用来被继承的，继承抽象类的子类有两个选择：部分实现或完全不实现父类的抽象方法，但此时子类必须声明为抽象类。实现父类所有的抽象方法，此时子类不必声明为抽象类。1.抽象类【例4-9】抽象类和抽象方法使用1.抽象类抽象类不能创建实例，只能当成父类来继承。从语意角度来说，抽象类是从多个具体的类中抽象出来的父类，具有更高层次的抽象。抽象类体现的就是一种模板模式设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造。2.接口抽象类是从多个类中抽象出来的模板，而接口的概念则是更深一层的抽象，我们可将其想象为一个“纯”的抽象类。简单理解，可以把接口当成一种约定或行为规范，实现接口的类在形式上都要遵循这个约定或规范。定义接口时，需要使用interface关键字来定义，具体结构如下：例如：[访问控制符]interface<接口名>{类型标识符

final符号常量名

=常数；返回值类型方法名([参数列表]);…}interfaceIAnimal{ intID=1;//定义全局变量 voidrun();//定义抽象方法}2.接口接口是抽象方法和常量值的集合，从本质上讲接口是一个特殊的抽象类，这种抽象类中只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。在上面的例子中，并没有对run（）方法使用abstract修饰，因为接口中定义的方法和变量都包含一些默认的修饰符。接口中定义的方法默认是用“publicabstract”修饰，代表方法为抽象方法。接口中的变量默认使用“publicstaticfinal”修饰，代表常量。因此，可以说接口中只有常量和抽象方法。2.接口在以前的知识中我们知道，Java只支持单继承，但是在实际的生活中多继承是事实存在的，我们经常都需要表达这样一个意思：“x从属于a，也从属于b，也从属于c”，如果使用单继承是不能完成上述表述，接口的多重实现则解决了这个问题。在Java中，接口是可以多重实现的，这与单继承有着本质的区别，接口的多重实现也可以说解决了单继承带来的不便，需要注意的是类实现了接口就要实现接口中所有方法，否则该类需定义为抽象类。实现接口的语法结构如下:class[类名]implements接口名称[,其他接口,…]2.接口【例4-10】接口的多重实现运行结果2.接口跟抽象类相同接口不能用于创建实例，接口自然就没有自己的构造方法。接口虽然不能实例化，但是接口可以声明引用类型变量，当使用接口声明引用类型变量时，这个引用变量必须“指向”实现该接口的某类的对象，这就是后面要讲的多态的概念。从上述实例中可以看出，类和接口的关系是实现（implements）关系并可以多重实现，另外，在Java中接口是可以继承接口的，也就是说允许一个接口继承（extends）另外一个接口。2.接口接口的继承和类的继承不一样，接口完全支持多继承，即一个接口可以有多个直接的接口。与类的继承类似，子接口扩展某个父接口之后，将会获得父接口的所有常量和抽象方法。一个接口继承多个父接口时，多个父接口排在extends关键字之后，多个父接口之间用逗号（，）隔开。例如下面的例子：publicclassinterfaceExtends{ publicstaticvoidmain(String[]args){ System.out.println(interfaceC.A); System.out.println(interfaceC.B); System.out.println(interfaceC.C); }}interfaceinterfaceA{ intA=5; voidfunA();}interfaceinterfaceB{ intB=6; voidfunB();}interfaceinterfaceCextendsinterfaceA,interfaceB{ intC=7; voidfunC();}2.接口在Java中，类同时继承父类和实现接口是允许的，如果一个类既要继承父类，又要实现某接口，那么在编写格式上要先继承（extends）父类，再实现接口（implements），否则会出现编译错误。例如下面例子Panda类即继承了Animal类又实现了Valuable接口，下面写法是合法的：classPandaextendsAnimalimplementsValuable{

程序代码......}2.接口接口的特点：（1）接口中的成员变量默认都是publicstaticfinal类型的(都可省略)，必须被显示初始化，即接口中的成员变量为常量；（2）接口中的方法默认都是publicabstract类型的(都可省略)，没有方法体；（3）接口中只能包含publicstaticfinal类型的成员变量和publicabstract类型的成员方法，也就是说接口中的方法都是抽象方法，接口中的变量都是常量；（4）接口中没有构造方法，接口不能被实例化；（5）一个接口不能实现(implements)另一个接口，但它可以继承（extends）多个其它的接口；2.接口接口的特点（续）：（6）Java接口必须通过类来实现它的抽象方法；（7）当类实现了某个Java接口时，它必须实现接口中的所有抽象方法,否则这个类必须声明为抽象类；（8）一个类只能继承一个直接的父类，但可以实现多个接口，间接的实现了多继承；（9）如果一个类既要继承父类，又要实现某接口，那么在编写格式上要先继承（extends）父类，再实现接口（implements）案例4-1图形计算程序设计案例描述设计一个几何图形接口Shape，在接口中规范几何图形求周长、求面积的方法；定义长方形类Rectangle和圆形类Circle实现Shape接口；在图形计算程序中创建具体的长方形和圆形对象，然后调用统一的方法求该图形的周长、面积，并输出。程序的运行结果如下图所示：案例4-1图形计算程序设计实现思路设计Shape接口，代表几何图形，并用来规范几何图形的计算规范。在接口中，通过抽象方法来规范求几何图形面积和周长的功能；设计Rectangle长方形类，该类要实现Shape接口；添加私有属性length和width，分别代表长方形的长和宽，并向外界提供操作