Java 面向对象之接口、多态

01接口的概念
　　A:接口的概念
　　　　接口是功能的集合，同样可看做是一种数据类型，是比抽象类更为抽象的”类”。
　　　　接口只描述所应该具备的方法，并没有具体实现，具体的实现由接口的实现类(相当于接口的子类)来完成。这样将功能的定义与实现分离，优化了程序设计。
　　　　请记住：一切事物均有功能，即一切事物均有接口。
	
02接口的定义
　　A: 接口的定义
　　　　与定义类的class不同，接口定义时需要使用interface关键字。
　　　　定义接口所在的仍为.java文件，虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件。这点可以让我们将接口看做是一种只包含了功能声明的特殊类。
　　B : 定义格式
　　　　public interface 接口名 {
　　　　　　抽象方法1;
　　　　　　抽象方法2;
　　　　　　抽象方法3;
　　　　　　}
　　C: 定义步骤
　　　　　　使用interface代替了原来的class，其他步骤与定义类相同：
　　　　　　接口中的方法均为公共访问的抽象方法
　　　　　　接口中无法定义普通的成员变量

03接口的实现类
　　A: 类与接口的关系
　　　　类与接口的关系为实现关系，即类实现接口。实现的动作类似继承，只是关键字不同，实现使用implements。
　　　　其他类(实现类)实现接口后，就相当于声明：”我应该具备这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。
　　B: 类实现接口的格式
　　class 类 implements 接口 {
　　　　　　重写接口中方法
			} 
　　C:注意事项
　　　　在类实现接口后，该类就会将接口中的抽象方法继承过来，此时该类需要重写该抽象方法，完成具体的逻辑。
　　　　接口中定义功能，当需要具有该功能时，可以让类实现该接口，只声明了应该具备该方法，是功能的声明。
　　　　在具体实现类中重写方法，实现功能，是方法的具体实现。

04接口中成员变量的特点
　　A:成员变量特点
　　　　a 接口中可以定义变量，但是变量必须有固定的修饰符修饰，public static final 所以接口中的变量也称之为常量，其值不能改变。后面我们会讲解static与final关键字
　　B:案例
　　　　interface Demo { ///定义一个名称为Demo的接口。
　　　　　　　　public static final int NUM = 3;// NUM的值不能改变
			}
			
05接口中成员方法的特点
　　A: 成员方法特点
　　　　a 接口中可以定义方法，方法也有固定的修饰符，public abstract
　　　　b 子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后，子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。
　　B: 案例
　　　　　　　　interface Demo { ///定义一个名称为Demo的接口。
				public abstract void show1();
				public abstract void show2();
			}
			
			//定义子类去覆盖接口中的方法。类与接口之间的关系是 实现。通过 关键字 implements
			class DemoImpl implements Demo { //子类实现Demo接口。
				//重写接口中的方法。
				public void show1(){}
				public void show2(){}
			}

06实现类还是一个抽象类
　　A: 接口的实现类
　　　　　　一个类如果实现类接口,有两种操作方法:
　　　　　　第一:实现类是非抽象类,就需要重写接口中所有的抽象方法.
　　　　　　第二:实现类也声明为抽象类,那么实现类可以不重写接口中的抽象方法。


		
07类和接口的多实现	
　　A：接口的多实现
　　　　了解了接口的特点后，那么想想为什么要定义接口，使用抽象类描述也没有问题，接口到底有啥用呢？
　　　　接口最重要的体现：解决多继承的弊端。将多继承这种机制在java中通过多实现完成了。
		
　　B 多实现的优点
　　　　怎么解决多继承的弊端呢？
　　　　弊端：多继承时，当多个父类中有相同功能时，子类调用会产生不确定性。
　　　　其实核心原因就是在于多继承父类中功能有主体，而导致调用运行时，不确定运行哪个主体内容。
　　　　为什么多实现能解决了呢？
　　　　因为接口中的功能都没有方法体，由子类来明确。


08类在继承类的同时实现多接口
　　A: 继承的同时实现接口
　　　　接口和类之间可以通过实现产生关系，同时也学习了类与类之间可以通过继承产生关系。当一个类已经继承了一个父类，它又需要扩展额外的功能，这时接口就派上用场了。
　　　　子类通过继承父类扩展功能，通过继承扩展的功能都是子类应该具备的基础功能。如果子类想要继续扩展其他类中的功能呢？这时通过实现接口来完成。
　　　　接口的出现避免了单继承的局限性。父类中定义的事物的基本功能。接口中定义的事物的扩展功能。
				
09接口的多继承
　　A: 接口的多继承
　　学习类的时候，知道类与类之间可以通过继承产生关系，接口和类之间可以通过实现产生关系，那么接口与接口之间会有什么关系。
　　多个接口之间可以使用extends进行继承。
		
　　在开发中如果多个接口中存在相同方法，这时若有个类实现了这些接口，那么就要实现接口中的方法，由于接口中的方法是抽象方法，子类实现后也不会发生调用的不确定性。

10接口思想
　　A:接口的思想
　　B: 接口的好处	
　　　　总结：接口在开发中的它好处
　　　　1、接口的出现扩展了功能。
　　　　2、接口其实就是暴漏出来的规则。
　　　　3、接口的出现降低了耦合性，即设备与设备之间实现了解耦。

11接口和抽象类的区别
　　接口和抽象类区别总结
	 	相同点:
			都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;
			都不能直接实例化对象;
			都包含抽象方法,其子类都必须覆写这些抽象方法;
		区别:
			抽象类为部分方法提供实现,避免子类重复实现这些方法,提高代码重用性;接口只能包含抽象方法;
			一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口;(接口弥补了Java的单继承)
			抽象类是这个事物中应该具备的你内容, 继承体系是一种 is..a关系
			接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a关系
		
		二者的选用:
			优先选用接口,尽量少用抽象类;
			需要定义子类的行为,又要为子类提供共性功能时才选用抽象类;
		
12多态概述
　　A: 多态概述
		多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
		现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。	
		Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。
		Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值，又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。
		如Student类可以为Person类的子类。那么一个Student对象既可以赋值给一个Student类型的引用，也可以赋值给一个Person类型的引用。
		最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。
		多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态。
		在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。


13多态调用的三种格式
　　A:多态的定义格式：
　　　　就是父类的引用变量指向子类对象
　　　　父类类型  变量名 = new 子类类型();
　　　　变量名.方法名();
		
　　B: 普通类多态定义的格式
			父类 变量名 = new 子类();
			举例：	

public class Father {
    public void say() {
        System.out.println("This is Father's word");
        myhobby();
    }

    public void myhobby() {
        System.out.println("This is Father's hobby");
    }



public class Son extends Father {

    private String sonname;

    public String getSonname() {
        return sonname;
    }

    public void setSonname(String sonname) {
        this.sonname = sonname;
    }

    public void say(){
        System.out.println("This is Son's word");
    }


    public void myhobby(String sonname){
        System.out.println("This's Son's hobby for String " + sonname);
    }

}

　　

class Fu {} class Zi extends Fu {} //类的多态使用 Fu f = new Zi(); 　　

public class testDuotai {

    public static void main(String[] args) {
        Father father1 = new Son();
        System.out.println("实例化一个Son对象，用父亲接收");
        father1.say();
        father1.myhobby();


        Son son = new Son();
        System.out.println("实例化一个Son对象，用Son接收");
        son.say();
        son.myhobby();
        son.myhobby(son.getSonname());
    }
}

　　

C: 抽象类多态定义格式 抽象类 变量名 = new 抽象类子类(); 
举例： abstract class Fu { public abstract void method(); } 
class Zi extends Fu { public void method(){ System.out.println(“重写父类抽象方法”); } } 
//类的多态使用 Fu fu= new Zi(); 　　D: 接口多态定义的格式 接口 变量名 = new 接口实现类(); 如： interface Fu { public abstract void method(); } class Zi implements Fu { public void method(){ System.out.println(“重写接口抽象方法”); } } //接口的多态使用 Fu fu = new Zi(); 　　E: 注意事项 同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类重写后的方法。 如 Person p1 = new Student(); Person p2 = new Teacher(); p1.work(); //p1会调用Student类中重写的work方法 p2.work(); //p2会调用Teacher类中重写的work方法 当变量名指向不同的子类对象时，由于每个子类重写父类方法的内容不同，所以会调用不同的方法。 14多态成员方法的特点 　　A: 掌握了多态的基本使用后，那么多态出现后类的成员有啥变化呢？前面学习继承时，我们知道子父类之间成员变量有了自己的特定变化， 　　那么当多态出现后，成员变量在使用上有没有变化呢？ 　　多态出现后会导致子父类中的成员变量有微弱的变化 　　B: 代码演示 class Fu { int num = 4; } class Zi extends Fu { int num = 5; } class Demo { public static void main(String[] args) { Fu f = new Zi(); System.out.println(f.num); Zi z = new Zi(); System.out.println(z.num); } } 　　C: 多态成员变量 当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时： 编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。 运行时期：也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。 简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。 　　D: 多态出现后会导致子父类中的成员方法有微弱的变化。看如下代码 class Fu { int num = 4; void show() { System.out.println("Fu show num"); } } class Zi extends Fu { int num = 5; void show() { System.out.println("Zi show num"); } } class Demo { public static void main(String[] args) { Fu f = new Zi(); f.show(); } } 　　E: 多态成员方法 编译时期：参考引用变量所属的类，如果没有类中没有调用的方法，编译失败。 运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法。 简而言之：编译看左边，运行看右边。 15instanceof关键字 　　A: 作用 　　可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。如学生的对象属于学生类，学生的对象也属于人类 　　格式: boolean b = 对象 instanceof 数据类型; * 举例: Person p1 = new Student(); // 前提条件，学生类已经继承了人类 boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag结果为false 16多态-向上转型 　　A: 多态的转型分为向上转型与向下转型两种： 　　B: 向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。 使用格式： 父类类型 变量名 = new 子类类型(); 如：Person p = new Student(); 17多态-向下转型 　　A: 向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的！ 使用格式： 子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量; 如:Student stu = (Student) p; //变量p 实际上指向Student对象 18多态的好处和弊端 　　A: 多态的好处和弊端 　　当父类的引用指向子类对象时，就发生了向上转型，即把子类类型对象转成了父类类型。 　　向上转型的好处是隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性。 　　但向上转型也有弊端，只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。 　　B: 看如下代码 　　//描述动物类，并抽取共性eat方法 abstract class Animal { abstract void eat(); } // 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法 class Dog extends Animal { void eat() { System.out.println("啃骨头"); } void lookHome() { System.out.println("看家"); } } // 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法 class Cat extends Animal { void eat() { System.out.println("吃鱼"); } void catchMouse() { System.out.println("抓老鼠"); } } public class Test { public static void main(String[] args) { Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象 a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法 // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用 // 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型 // 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常 // 那么，在转之前需要做健壮性判断 if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型 System.out.println("类型不匹配，不能转换"); return; } Dog d = (Dog) a; //向下转型 d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法 } } 　　C 多态总结: 什么时候使用向上转型： 当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。 如：Animal a = new Dog(); a.eat(); 什么时候使用向下转型 当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。 如：Dog d = (Dog) a; //向下转型 d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法 向下转型的好处：可以使用子类特有功能。 弊端是：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。 如：if( !a instanceof Dog){…}