接口、多态

主要内容

接口
三大特征 ——多态
引用类型转换

第一章接口

1.1 概述

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型：数组，类，接口。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

接口的举例

1.2 定义格式

  public interface 接口名称 {
    // 抽象方法
    // 默认方法
    // 静态方法
    // 私有方法
}

含有抽象方法

抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

代码如下：

public interface InterFaceName {
    public abstract void method();
}

含有默认方法和静态方法

默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。

代码如下：

public interface InterFaceName {
    public default void method() {
        // 执行语句
    }
    public static void method2() {
        // 执行语句   
    }
}

含有私有方法和私有静态方法

私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。
代码如下：

public interface InterFaceName {
    private void method() {
        // 执行语句
    }
}

1.3 基本的实现

实现的概述

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。

非抽象子类实现接口：

1. 必须重写接口中所有抽象方法。
2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。

实现格式：

class 类名 implements 接口名 {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
   // 重写接口中默认方法【可选】  
}

抽象方法的使用

必须全部实现，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    // 定义抽象方法
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }
    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("晚上睡");
    }
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用实现后的方法
        a.eat();
        a.sleep();
    }
}
输出结果：
吃东西
晚上睡

案例：

package cn.itcast.day10.demo01;
/*
在任何版本的Java中，接口都能定义抽象方法。
格式：
public abstract 返回值类型 方法名称(参数列表);

注意事项：
1. 接口当中的抽象方法，修饰符必须是两个固定的关键字：public abstract
2. 这两个关键字修饰符，可以选择性地省略。（今天刚学，所以不推荐。）
3. 方法的三要素，可以随意定义。
 */
public interface MyInterfaceAbstract {

    // 这是一个抽象方法
    public abstract void methodAbs1();

    // 这也是抽象方法
    abstract void methodAbs2();

    // 这也是抽象方法
    public void methodAbs3();

    // 这也是抽象方法
    void methodAbs4();

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class MyInterfaceAbstractImpl implements MyInterfaceAbstract {
    @Override
    public void methodAbs1() {
        System.out.println("这是第一个方法！");
    }

    @Override
    public void methodAbs2() {
        System.out.println("这是第二个方法！");
    }

    @Override
    public void methodAbs3() {
        System.out.println("这是第三个方法！");
    }

    @Override
    public void methodAbs4() {
        System.out.println("这是第四个方法！");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo01;
/*
接口就是多个类的公共规范。
接口是一种引用数据类型，最重要的内容就是其中的：抽象方法。

如何定义一个接口的格式：
public interface 接口名称 {
    // 接口内容
}

备注：换成了关键字interface之后，编译生成的字节码文件仍然是：.java --> .class。

如果是Java 7，那么接口中可以包含的内容有：
1. 常量
2. 抽象方法

如果是Java 8，还可以额外包含有：
3. 默认方法
4. 静态方法

如果是Java 9，还可以额外包含有：
5. 私有方法

接口使用步骤：
1. 接口不能直接使用，必须有一个“实现类”来“实现”该接口。
格式：
public class 实现类名称 implements 接口名称 {
    // ...
}
2. 接口的实现类必须覆盖重写（实现）接口中所有的抽象方法。
实现：去掉abstract关键字，加上方法体大括号。
3. 创建实现类的对象，进行使用。

注意事项：
如果实现类并没有覆盖重写接口中所有的抽象方法，那么这个实现类自己就必须是抽象类。
 */
public class Demo01Interface {
    public static void main(String[] args) {
        // 错误写法！不能直接new接口对象使用。
//        MyInterfaceAbstract inter = new MyInterfaceAbstract();

        // 创建实现类的对象使用
        MyInterfaceAbstractImpl impl = new MyInterfaceAbstractImpl();
        impl.methodAbs1();
        impl.methodAbs2();
    }

}

默认方法的使用

可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

1. 继承默认方法，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
// 继承，什么都不用写，直接调用    
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用默认方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
天上飞

2. 重写默认方法，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("自由自在的飞");
    }
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象 
        Animal a = new Animal();
        // 调用重写方法
        a.fly();
    }
}
输出结果：
自由自在的飞

案例

package cn.itcast.day10.demo01;
/*
从Java 8开始，接口里允许定义默认方法。
格式：
public default 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    方法体
}

备注：接口当中的默认方法，可以解决接口升级的问题。
 */
public interface MyInterfaceDefault {

    // 抽象方法
    public abstract void methodAbs();

    // 新添加了一个抽象方法
//    public abstract void methodAbs2();

    // 新添加的方法，改成默认方法
    public default void methodDefault() {
        System.out.println("这是新添加的默认方法");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class MyInterfaceDefaultA implements MyInterfaceDefault {
    @Override
    public void methodAbs() {
        System.out.println("实现了抽象方法，AAA");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class MyInterfaceDefaultB implements MyInterfaceDefault {
    @Override
    public void methodAbs() {
        System.out.println("实现了抽象方法，BBB");
    }

    @Override
    public void methodDefault() {
        System.out.println("实现类B覆盖重写了接口的默认方法");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo01;
/*
1. 接口的默认方法，可以通过接口实现类对象，直接调用。
2. 接口的默认方法，也可以被接口实现类进行覆盖重写。
 */
public class Demo02Interface {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建了实现类对象
        MyInterfaceDefaultA a = new MyInterfaceDefaultA();
        a.methodAbs(); // 调用抽象方法，实际运行的是右侧实现类。

        // 调用默认方法，如果实现类当中没有，会向上找接口
        a.methodDefault(); // 这是新添加的默认方法
        System.out.println("==========");

        MyInterfaceDefaultB b = new MyInterfaceDefaultB();
        b.methodAbs();
        b.methodDefault(); // 实现类B覆盖重写了接口的默认方法
    }

}

静态方法的使用

静态与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用，代码如下：

定义接口：

public interface LiveAble {
    public static void run(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

定义实现类：

public class Animal implements LiveAble {
// 无法重写静态方法    
}

定义测试类：

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
        LiveAble.run(); //
    }
}
输出结果：
跑起来~~~

案例

package cn.itcast.day10.demo01;
/*
从Java 8开始，接口当中允许定义静态方法。
格式：
public static 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    方法体
}
提示：就是将abstract或者default换成static即可，带上方法体。
 */
public interface MyInterfaceStatic {

    public static void methodStatic() {
        System.out.println("这是接口的静态方法！");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class MyInterfaceStaticImpl implements MyInterfaceStatic {
}


package cn.itcast.day10.demo01;
/*
注意事项：不能通过接口实现类的对象来调用接口当中的静态方法。
正确用法：通过接口名称，直接调用其中的静态方法。
格式：
接口名称.静态方法名(参数);
 */
public class Demo03Interface {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建了实现类对象
        MyInterfaceStaticImpl impl = new MyInterfaceStaticImpl();

        // 错误写法！
//        impl.methodStatic();

        // 直接通过接口名称调用静态方法
        MyInterfaceStatic.methodStatic();
    }

}

案例

package cn.itcast.day10.demo01;
/*
问题描述：
我们需要抽取一个共有方法，用来解决两个默认方法之间重复代码的问题。
但是这个共有方法不应该让实现类使用，应该是私有化的。

解决方案：
从Java 9开始，接口当中允许定义私有方法。
1. 普通私有方法，解决多个默认方法之间重复代码问题
格式：
private 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    方法体
}

2. 静态私有方法，解决多个静态方法之间重复代码问题
格式：
private static 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    方法体
}
 */
public interface MyInterfacePrivateA {

    public default void methodDefault1() {
        System.out.println("默认方法1");
        methodCommon();
    }

    public default void methodDefault2() {
        System.out.println("默认方法2");
        methodCommon();
    }

    private void methodCommon() {
        System.out.println("AAA");
        System.out.println("BBB");
        System.out.println("CCC");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public interface MyInterfacePrivateB {

    public static void methodStatic1() {
        System.out.println("静态方法1");
        methodStaticCommon();
    }

    public static void methodStatic2() {
        System.out.println("静态方法2");
        methodStaticCommon();
    }

    private static void methodStaticCommon() {
        System.out.println("AAA");
        System.out.println("BBB");
        System.out.println("CCC");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class Demo04Interface {

    public static void main(String[] args) {
        MyInterfacePrivateB.methodStatic1();
        MyInterfacePrivateB.methodStatic2();
        // 错误写法！
//        MyInterfacePrivateB.methodStaticCommon();
    }

}

私有方法的使用

私有方法：只有默认方法可以调用。
私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。

如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。同学们在已学技术的基础上，可以自行测试。

定义接口：

public interface LiveAble {
    default void func(){
        func1();
        func2();
    }
    private void func1(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
    private void func2(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

接口的常量的定义和使用

package cn.itcast.day10.demo01;
/*
接口当中也可以定义“成员变量”，但是必须使用public static final三个关键字进行修饰。
从效果上看，这其实就是接口的【常量】。
格式：
public static final 数据类型 常量名称 = 数据值;
备注：
一旦使用final关键字进行修饰，说明不可改变。

注意事项：
1. 接口当中的常量，可以省略public static final，注意：不写也照样是这样。
2. 接口当中的常量，必须进行赋值；不能不赋值。
3. 接口中常量的名称，使用完全大写的字母，用下划线进行分隔。（推荐命名规则）
 */
public interface MyInterfaceConst {

    // 这其实就是一个常量，一旦赋值，不可以修改
    public static final int NUM_OF_MY_CLASS = 12;

}


package cn.itcast.day10.demo01;
public class Demo05Interface {

    public static void main(String[] args) {
        // 访问接口当中的常量
        System.out.println(MyInterfaceConst.NUM_OF_MY_CLASS);
    }

}

接口的内容小结：

在Java 9+版本中，接口的内容可以有：

　1. 成员变量其实是常量，格式：

[public] [static] [final] 数据类型常量名称 = 数据值;
注意：
常量必须进行赋值，而且一旦赋值不能改变。
常量名称完全大写，用下划线进行分隔。

2. 接口中最重要的就是抽象方法，格式：
[public] [abstract] 返回值类型方法名称(参数列表);
注意：实现类必须覆盖重写接口所有的抽象方法，除非实现类是抽象类。

3. 从Java 8开始，接口里允许定义默认方法，格式：
[public] default 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：默认方法也可以被覆盖重写

4. 从Java 8开始，接口里允许定义静态方法，格式：
[public] static 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：应该通过接口名称进行调用，不能通过实现类对象调用接口静态方法

5. 从Java 9开始，接口里允许定义私有很乏，格式：
普通私有方法：private 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
静态私有方法：private static 返回值类型方法名称(参数列表) { 方法体 }
注意：private的方法只有接口自己才能调用，不能被实现类或别人使用。

1.4 接口的多实现

之前学过，在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

实现格式：

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
   // 重写接口中默认方法【不重名时可选】  
}

[ ]：表示可选操作。

抽象方法

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。代码如下：

定义多个接口：

interface A {
    public abstract void showA();
    public abstract void show();
}
interface B {
    public abstract void showB();
    public abstract void show();
}

定义实现类：

public class C implements A,B{
@Override
    public void showA() {
        System.out.println("showA");
    }
    @Override
    public void showB() {
        System.out.println("showB");
    }
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

默认方法

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。代码如下：

定义多个接口：

interface A {
    public default void methodA(){}
    public default void method(){}
}
interface B {
    public default void methodB(){}
    public default void method(){}
}

定义实现类：

public class C implements A,B{
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }
}

静态方法

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：

定义接口：

interface A {
    public default void methodA(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定义父类：

class D {
    public void methodA(){
        System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
    }
}

定义子类：

class C extends D implements A {
   // 未重写methodA方法  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.methodA();
    }
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD

案例

package cn.itcast.day10.demo02;
public interface MyInterface {

    public default void method() {
        System.out.println("接口的默认方法");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo02;
public interface MyInterfaceA {

    // 错误写法！接口不能有静态代码块
//    static {
//
//    }

    // 错误写法！接口不能有构造方法
//    public MyInterfaceA() {
//
//    }

    public abstract void methodA();

    public abstract void methodAbs();

    public default void methodDefault() {
        System.out.println("默认方法AAA");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo02;
public interface MyInterfaceB {

    // 错误写法！接口不能有静态代码块
//    static {
//
//    }

    // 错误写法！接口不能有构造方法
//    public MyInterfaceA() {
//
//    }

    public abstract void methodB();

    public abstract void methodAbs();

    public default void methodDefault() {
        System.out.println("默认方法BBB");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo02;
public abstract class MyInterfaceAbstract implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {
    @Override
    public void methodA() {

    }

    @Override
    public void methodAbs() {

    }

    @Override
    public void methodDefault() {

    }


}


package cn.itcast.day10.demo02;
public class MyInterfaceImpl /*extends Object*/ implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {

    @Override
    public void methodA() {
        System.out.println("覆盖重写了A方法");
    }


    @Override
    public void methodB() {
        System.out.println("覆盖重写了B方法");
    }

    @Override
    public void methodAbs() {
        System.out.println("覆盖重写了AB接口都有的抽象方法");
    }

    @Override
    public void methodDefault() {
        System.out.println("对多个接口当中冲突的默认方法进行了覆盖重写");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo02;
public class Fu {

    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo02;
public class Zi extends Fu implements MyInterface {
}



package cn.itcast.day10.demo02;
/*
使用接口的时候，需要注意：

1. 接口是没有静态代码块或者构造方法的。
2. 一个类的直接父类是唯一的，但是一个类可以同时实现多个接口。
格式：
public class MyInterfaceImpl implements MyInterfaceA, MyInterfaceB {
    // 覆盖重写所有抽象方法
}
3. 如果实现类所实现的多个接口当中，存在重复的抽象方法，那么只需要覆盖重写一次即可。
4. 如果实现类没有覆盖重写所有接口当中的所有抽象方法，那么实现类就必须是一个抽象类。
5. 如果实现类锁实现的多个接口当中，存在重复的默认方法，那么实现类一定要对冲突的默认方法进行覆盖重写。
6. 一个类如果直接父类当中的方法，和接口当中的默认方法产生了冲突，优先用父类当中的方法。
 */
public class Demo01Interface {

    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
        zi.method();
    }

}

1.5 接口的多继承【了解】

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。代码如下：

定义父接口：

interface A {
    public default void method(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
    }
}
interface B {
    public default void method(){
        System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
    }
}

定义子接口：

interface D extends A,B{
    @Override
    public default void method() {
        System.out.println("DDDDDDDDDDDDDD");
    }
}

小贴士：
子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

1.6 其他成员特点

接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用 public static final修饰。
接口中，没有构造方法，不能创建对象。
接口中，没有静态代码块。

案例：

package cn.itcast.day10.demo03;
public interface MyInterfaceA {

    public abstract void methodA();

    public abstract void methodCommon();

    public default void methodDefault() {
        System.out.println("AAA");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo03;
public interface MyInterfaceB {

    public abstract void methodB();

    public abstract void methodCommon();

    public default void methodDefault() {
        System.out.println("BBB");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo03;
/*
这个子接口当中有几个方法？答：4个。
methodA 来源于接口A
methodB 来源于接口B
methodCommon 同时来源于接口A和B
method 来源于我自己
 */
public interface MyInterface extends MyInterfaceA, MyInterfaceB {

    public abstract void method();

    @Override
    public default void methodDefault() {

    }
}



package cn.itcast.day10.demo03;
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    @Override
    public void method() {

    }

    @Override
    public void methodA() {

    }

    @Override
    public void methodB() {

    }

    @Override
    public void methodCommon() {

    }
}


package cn.itcast.day10.demo03;
/*
1. 类与类之间是单继承的。直接父类只有一个。
2. 类与接口之间是多实现的。一个类可以实现多个接口。
3. 接口与接口之间是多继承的。

注意事项：
1. 多个父接口当中的抽象方法如果重复，没关系。
2. 多个父接口当中的默认方法如果重复，那么子接口必须进行默认方法的覆盖重写，【而且带着default关键字】。
 */
public class Demo01Relations {
}

第二章多态

2.1 概述

引入

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

说明：

定义

多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。

前提【重点】

1 . 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

2.2 多态的体现

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

代码如下：

Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal { 
    public abstract void eat(); 
}

定义子类：

class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat(); 
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();         
        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog();
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();              
    } 
}

案例

package cn.itcast.day10.demo04;
public class Fu {

    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类特有方法");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo04;
public class Zi extends Fu {

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类方法");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo04;
/*
代码当中体现多态性，其实就是一句话：父类引用指向子类对象。

格式：
父类名称 对象名 = new 子类名称();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称();
 */
public class Demo01Multi {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法
        // 左侧父类的引用，指向了右侧子类的对象
        Fu obj = new Zi();

        obj.method();
        obj.methodFu();
    }
}

多态中成员变量、成员方法的使用特点：

package cn.itcast.day10.demo05;
public class Fu /*extends Object*/ {

    int num = 10;

    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类特有方法");
    }

}


package cn.itcast.day10.demo05;
public class Zi extends Fu {

    int num = 20;

    int age = 16;

    @Override
    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类方法");
    }

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类特有方法");
    }
}


package cn.itcast.day10.demo05;
/*
访问成员变量的两种方式：

1. 直接通过对象名称访问成员变量：看等号左边是谁，优先用谁，没有则向上找。
2. 间接通过成员方法访问成员变量：看该方法属于谁，优先用谁，没有则向上找。
 */
public class Demo01MultiField {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法，父类引用指向子类对象
        Fu obj = new Zi();
        System.out.println(obj.num); // 父：10
//        System.out.println(obj.age); // 错误写法！
        System.out.println("=============");

        // 子类没有覆盖重写，就是父：10
        // 子类如果覆盖重写，就是子：20
        obj.showNum();
    }

}


package cn.itcast.day10.demo05;
/*
在多态的代码当中，成员方法的访问规则是：
    看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找。

口诀：编译看左边，运行看右边。

对比一下：
成员变量：编译看左边，运行还看左边。
成员方法：编译看左边，运行看右边。
 */
public class Demo02MultiMethod {

    public static void main(String[] args) {
        Fu obj = new Zi(); // 多态

        obj.method(); // 父子都有，优先用子
        obj.methodFu(); // 子类没有，父类有，向上找到父类

        // 编译看左边，左边是Fu，Fu当中没有methodZi方法，所以编译报错。
//        obj.methodZi(); // 错误写法！
    }

}

2.3 多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal { 
    public abstract void eat(); 
}

定义子类：

class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Cat c = new Cat(); 
        Dog d = new Dog();
        // 调用showCatEat
        showCatEat(c);
        // 调用showDogEat
        showDogEat(d);
        /*
        以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而执行效果一致
        */
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d);
    }
    public static void showCatEat (Cat c){
        c.eat();
    }
    public static void showDogEat (Dog d){
        d.eat();
    }
    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持， showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

2.4 引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

向上转型

向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型

向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;

向上转型使用父类和子类的公有方法，向下转型使用子类转悠方法

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：

abstract class Animal { 
    abstract void eat(); 
} 
class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
    public void catchMouse() { 
        System.out.println("抓老鼠"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
    public void watchHouse() { 
        System.out.println("看家"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();  // 调用的是 Cat 的 eat               
        // 向下转型 
        Cat c = (Cat)a;      
        c.catchMouse();  // 调用的是 Cat 的 catchMouse        
    } 
}

转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
        // 向下转型 
        Dog d = (Dog)a;      
        d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
    } 
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
        // 向下转型 
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;      
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;      
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    } 
}

案例

package cn.itcast.day10.demo06;

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

}


package cn.itcast.day10.demo06;

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃SHIT");
    }

    public void watchHouse() {
        System.out.println("狗看家");
    }
}



package cn.itcast.day10.demo06;

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    // 子类特有方法
    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫抓老鼠");
    }
}



package cn.itcast.day10.demo06;

/*
向上转型一定是安全的，没有问题的，正确的。但是也有一个弊端：
对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容。

解决方案：用对象的向下转型【还原】。
 */
public class Demo01Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。
        Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫
        animal.eat(); // 猫吃鱼

//        animal.catchMouse(); // 错误写法！

        // 向下转型，进行“还原”动作
        Cat cat = (Cat) animal;
        cat.catchMouse(); // 猫抓老鼠

        // 下面是错误的向下转型
        // 本来new的时候是一只猫，现在非要当做狗
        // 错误写法！编译不会报错，但是运行会出现异常：
        // java.lang.ClassCastException，类转换异常
        Dog dog = (Dog) animal;
    }

}



package cn.itcast.day10.demo06;

/*
如何才能知道一个父类引用的对象，本来是什么子类？
格式：
对象 instanceof 类名称
这将会得到一个boolean值结果，也就是判断前面的对象能不能当做后面类型的实例。
 */
public class Demo02Instanceof {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog(); // 本来是一只狗
        animal.eat(); // 狗吃SHIT

        // 如果希望掉用子类特有方法，需要向下转型
        // 判断一下父类引用animal本来是不是Dog
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();
        }
        // 判断一下animal本来是不是Cat
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }

        giveMeAPet(new Dog());
    }

    public static void giveMeAPet(Animal animal) {
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();
        }
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }
    }

}

第三章接口多态的综合案例

3.1 笔记本电脑

笔记本电脑（ laptop）通常具备使用USB设备的功能。在生产时，笔记本都预留了可以插入USB设备的USB接口，但具体是什么USB设备，笔记本厂商并不关心，只要符合USB规格的设备都可以。

定义USB接口，具备最基本的开启功能和关闭功能。鼠标和键盘要想能在电脑上使用，那么鼠标和键盘也必须遵守USB规范，实现USB接口，否则鼠标和键盘的生产出来也无法使用。

3.2 案例分析

进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘

USB 接口，包含开启功能、关闭功能
笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用 USB设备功能
鼠标类，要实现 USB接口，并具备点击的方法
键盘类，要实现 USB接口，具备敲击的方法

3.3 案例实现

定义USB接口：

interface USB {
    void open();// 开启功能
    void close();// 关闭功能
}

定义鼠标类：

class Mouse implements USB {
    public void open() {
        System.out.println("鼠标开启，红灯闪一闪");
    }
    public void close() {
        System.out.println("鼠标关闭，红灯熄灭");
    }
    public void click(){
        System.out.println("鼠标单击");
    }
}

定义键盘类：

class KeyBoard implements USB {
    public void open() {
        System.out.println("键盘开启，绿灯闪一闪");
    }
    public void close() {
        System.out.println("键盘关闭，绿灯熄灭");
    }
    public void type(){
        System.out.println("键盘打字");
    }
}

定义笔记本类：

class Laptop {
    // 笔记本开启运行功能
    public void run() {
        System.out.println("笔记本运行");
    }
    // 笔记本使用usb设备，这时当笔记本对象调用这个功能时，必须给其传递一个符合USB规则的USB设备
    public void useUSB(USB usb) {
        // 判断是否有USB设备
        if (usb != null) {
            usb.open();
            // 类型转换,调用特有方法
            if(usb instanceof Mouse){
                Mouse m = （Mouse）usb；
                    m.click();
            }else if (usb instanceof KeyBoard){
                KeyBoard kb = (KeyBoard)usb;
                kb.type();
            }
            usb.close();
        }
    }
    public void shutDown() {
        System.out.println("笔记本关闭");
    }
}

测试类，代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建笔记本实体对象
        Laptop lt = new Laptop();
        // 笔记本开启
        lt.run();
        // 创建鼠标实体对象
        Usb u = new Mouse();
        // 笔记本使用鼠标
        lt.useUSB(u);
        // 创建键盘实体对象
        KeyBoard kb = new KeyBoard();
        // 笔记本使用键盘
        lt.useUSB(kb);
        // 笔记本关闭
        lt.shutDown();
    }
}

案例详解：

package cn.itcast.day10.demo07;

public interface USB {

    public abstract void open(); // 打开设备

    public abstract void close(); // 关闭设备

}



package cn.itcast.day10.demo07;

// 键盘就是一个USB设备
public class Keyboard implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }

    public void type() {
        System.out.println("键盘输入");
    }
}



package cn.itcast.day10.demo07;

// 鼠标就是一个USB设备
public class Mouse implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click() {
        System.out.println("鼠标点击");
    }
}



package cn.itcast.day10.demo07;

public class Computer {

    public void powerOn() {
        System.out.println("笔记本电脑开机");
    }

    public void powerOff() {
        System.out.println("笔记本电脑关机");
    }

    // 使用USB设备的方法，使用接口作为方法的参数
    public void useDevice(USB usb) {
        usb.open(); // 打开设备
        if (usb instanceof Mouse) { // 一定要先判断
            Mouse mouse = (Mouse) usb; // 向下转型
            mouse.click();
        } else if (usb instanceof Keyboard) { // 先判断
            Keyboard keyboard = (Keyboard) usb; // 向下转型
            keyboard.type();
        }
        usb.close(); // 关闭设备
    }

}




package cn.itcast.day10.demo07;

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 首先创建一个笔记本电脑
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();

        // 准备一个鼠标，供电脑使用
//        Mouse mouse = new Mouse();
        // 首先进行向上转型
        USB usbMouse = new Mouse(); // 多态写法
        // 参数是USB类型，我正好传递进去的就是USB鼠标
        computer.useDevice(usbMouse);

        // 创建一个USB键盘
        Keyboard keyboard = new Keyboard(); // 没有使用多态写法
        // 方法参数是USB类型，传递进去的是实现类对象
        computer.useDevice(keyboard); // 正确写法！也发生了向上转型
        // 使用子类对象，匿名对象，也可以
//        computer.useDevice(new Keyboard()); // 也是正确写法

        computer.powerOff();
        System.out.println("==================");

        method(10.0); // 正确写法，double --> double
        method(20); // 正确写法，int --> double
        int a = 30;
        method(a); // 正确写法，int --> double
    }

    public static void method(double num) {
        System.out.println(num);
    }

}

posted @ 2020-08-03 00:02 极地阳光-ing 阅读(176) 评论(0) 收藏举报

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接口、多态

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