Java面向对象_05_接口

面向对象引入了类的概念，即将相似的事物抽象出来形成模板，用于后续事物的创建。那么有没有相似的类，将相似的类进行抽象呢？这样就可以定义相似的类，实现更高层次的代码复用，Java提供了抽象类和接口的概念。

1. 抽象类

1.1 抽象类的基本介绍

类和类之间具有共同特征，将这些共同特征提取出来，形成的类就是抽象类。注意，抽象级别：对象 < 类 < 抽象类。因为对象是实际存在的，所以类可以实例化；但是因为类本身是不存在的，仅仅是抽象出的一个概念，所以抽象类无法实例化（无法创建对象）成类，抽象类也属于引用数据类型。

抽象类是在类的基础上进一步提取共有特征而抽象出来的，对对象进行抽象形成类，对类进行抽象则形成抽象类。换句话说，对抽象类也可进一步抽象。注意，类和抽象类在现实世界中是不存在的，对象则是现实世界中实际存在的。

抽象类的定义语法：

[修饰符列表] abstract class 类名{
    类体;
}

1. 抽象类是无法实例化的，主要用来被子类继承。抽象类可以继承抽象类，仍然是抽象类。
2. 因为抽象类是用来继承的，所以abstract不能和final关键字一起使用，会报错：非法的修饰符组合。
3. 抽象类虽然无法实例化，但是有构造方法，这个构造方法是供子类使用的。因为继承，子类创建对象的时候，会默认有super()方法，就是默认调用父类的构造方法。
4. 抽象类中的一个概念：抽象方法。抽象类中可以没有抽象方法，但抽象方法必须出现在抽象类中。所以，非抽象子类必须实现父类的抽象方法，否则，因为子类也会继承父类的抽象方法，如果抽象方法没有实现（覆盖、重写）的话，这就是普通类中有抽象方法了。
5. 抽象类也可以实现多态，抽象父类指向非抽象子类对象。

1.2 抽象方法

抽象方法只能存在抽象类中，表示没有实现的方法。该方法没有方法体（即没有大括号），修饰符列表中有abstract关键字，语法结构如下：

[修饰符列表] abstract 返回值类型 方法名();

// 例如
public abstract void doSome();

抽象类多态代码案例如下所示：

// 抽象类
abstract class AnimalPlus{
    // 抽象方法
    public abstract void move();
}

class BirdPlus extends AnimalPlus{
    // 实现抽象方法，注意要去掉abstract关键字。
    public void move(){
        System.out.println("鸟儿在飞翔！");
    }
}

public class AbstractTest{
    public static void main(String[] args){
        
        // 抽象，父类型引用指向子类型对象。
        // 注意，此处虽然表面上是创建了抽象类对象，但实际上底层不是。
        AnimalPlus ap = new BirdPlus();
        ap.move();
    }
}

注意，问题：Java语言中凡是没有方法体的方法都是抽象方法？

不对，是错误的，Object类中就有很多方法都没有方法体，都是以”;”结尾的，但他们都不是抽象方法，例如public native int hashCode();，这个方法就是底层调用了c++写的动态链接库程序。前面修饰符列表中没有abstract，有一个native。表示调用 JVM本地程序。

2. 接口

抽象类中既有抽象方法也有非抽象方法，并且存在构造方法，并不是完全抽象，那么此时结构上可能就不是很清晰。可不可以将其完全抽象呢？Java提供了接口的概念。

2.1 接口的基本介绍

接口是完全抽象的，而抽象类则是半抽象的，或者也可以说接口是特殊的抽象类。接口也是一种引用数据类型，和抽象类一样，编译后生成.class文件。接口的基本语法如下：

[修饰符列表] interface 接口名{
    接口体;
}

1. 接口可以继承，支持多继承。一个接口可以继承多个接口，一个类可以实现多个接口，弥补了单继承带来的缺陷。

2. 接口中只包含两部分内容：常量和抽象方法。不包含其他的普通方法。

3. 接口中所有的元素都是public修饰的，即都是公开的。既然接口中都是抽象方法，并且都有public，所以实际上public和abstract是可以省略的，系统会自动加上。

4. 同上，变量都是常量，所以public、static、final也是可以省略的，系统会自动加上。

5. 类和类之间叫做继承extends，类和接口之间叫做实现implements。

6. 抽象类也可以实现接口，但是非抽象类实现接口，必须实现接口里的所有方法。（因为接口里的方法都是抽象的，如果不实现的话，那这就是抽象方法存在于非抽象类中了）

7. 注意，类在实现接口方法的时候，一定要注意修饰符列表，因为在接口中是默认加public和abstract的，而在类中，是不会加上的，所以要手动加上public。

8. 接口也是一种类，可以使用多态。

9. 继承和实现都存在的话？要先继承，再实现。就是extends要在implements的前面。

   class Cat extends Animal implements Flyable{}

10. 注意，之前提到过，每个类都是默认继承Object的，那么如果我们只是实现了某个接口，底层实际上是先继承Object类的，如下所示：

    class Fish implements Flyable{}
    // 底层实际上是这样的
    class Fish extends Object implements Flyable{}

2.2 接口在开发中的作用

接口在开发中的作用，类似于多态在开发中的作用。多态的作用：面向抽象编程，不要面向具体编程。降低程序的耦合度，提高程序的扩展力。

简单案例如下：

public class Master{
    public void feed(Dog d){
        
    }
    
    public void feed(Cat c){
        
    }
}

// 这样写是不合理的，扩展力太差了，如果再养一个其他宠物，那么就得再写一个方法。那么如果用多态的话，可以直接写一个方法。Dog和Cat都继承Animal，直接传入Animal参数即可。父类型引用指向子类型对象。
public class Master{
    public void feed(Animal a){
        
    }
}

接口：接口是纯抽象的，面向抽象编程，可以认为是面向接口编程。可以降低程序的耦合度，提高程序的扩展力。符合OCP开发原则。另外，接口是将两侧给解耦合了，一侧是调用接口的方法，另一侧是实现接口。即其中一侧只负责调用接口的方法，另一侧只要按照要求实现接口的方法即可。根据多态，接口类型引用指向实现接口类的对象。所以接口相当于解耦合了。

所以，接口的作用就是解耦合。当然，除了解耦合，另一个作用就是代码复用了。

2.3 抽象类和接口有什么区别？

只说一下二者在语法上的区别。

1. 抽象类是半抽象的，接口是完全抽象的。
2. 抽象类中有构造方法，接口中没有构造方法。
3. 接口和接口之间支持多继承。类和类之间只能单继承。
4. 一个类可以同时实现多个接口，一个抽象类只能继承一个类。
5. 接口中只允许出现常量和抽象方法。接口使用的比抽象类多。
6. 接口一般都是对行为的抽象。
7. 接口的祖先也是Object类。

3. 类型之间的关系

目前介绍到的类型有方法/属性、对象、类、接口（抽象类）。四者的关系如下：

1. is a

   is a表示的是“继承关系”，即类之间的继承关系。

2. has a

   has a表示的是“关联关系”，即类有某些属性/方法。

3. like a

   like a表示的是“实现关系”，类实现接口。

4. 简单案例

interface Eating{
    public abstract void eating();
}

class CatItf implements Eating{
    public void eating(){
        System.out.println("猫在吃鱼！");
    }

    public void doSome(){
        System.out.println("猫在走猫步！");
    }
}

class DogItf implements Eating{
    public void eating(){
        System.out.println("狗在吃骨头！");
    }

    public void doSome(){
        System.out.println("狗在奔跑！");
    }
}

public class TestOOP_05 {

    public static void someMethod(Eating e){
        e.eating();

        if(e instanceof CatItf){
            ((CatItf) e).doSome();
        }

        if(e instanceof DogItf){
            ((DogItf) e).doSome();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Eating eC = new CatItf();
        Eating eD = new DogItf();

        someMethod(eC);

        System.out.println("--------------");

        someMethod(eD);
    }
}

5. 备注

参考B站《动力节点》。