【JavaSE】抽象类和接口

抽象类

什么是抽象类

被abstract修饰的类就是抽象类。抽象类是类的进一步抽象，抽象类中的方法可以不做具体的实现（抽象方法，由abstract修饰）。抽象类中也可以有普通方法。

抽象方法不能由static和final修饰，因为抽象方法要被子类重写。

抽象类中不一定要有抽象方法，但是有抽象方法的类一定是抽象类。

抽象类不能实例化，但可以引用其子类对象。

abstract class Animal {
    public String name;
    //抽象类中也可以有构造方法，也可以有普通方法、属性
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    //抽象方法，不做具体实现
    public abstract void eat();
}
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"正在吃狗粮");
    }
}
public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) {
        //抽象类不能实例化，但可以引用其子类对象。
        Animal animal = new Dog("旺旺");
        //子类重写eat方法
        animal.eat();
    }
    
}

执行结果：旺旺正在吃狗粮

为什么需要抽象类

抽象类中的方法可以不做具体实现，为了子类能够继承该抽象类。使用抽象类能够多一层编译器校验，增加了安全性。就像常量用final修饰，不小心修改时编译器会报错提醒。

像上面的代码main方法中new Dog改成new Animal，编译器就会报错：‘Animal’ is abstract; cannot be instantiated。

接口

什么是接口

接口是多个类的公共规范，是一种引用数据类型。接口可以理解为一种功能、特性，类实现某个接口，便可以具备某种功能。

接口中的方法默认是由public abstract修饰，接口中的属性默认是public final static。建议接口中的方法和属性不加任何修饰符号, 保持代码的简洁性.

接口不能实例化。

接口中不能有静态代码块和构造方法。

interface Running{
    void run(); //方法不加修饰符，默认为public abstract void run()
}
interface Flying{
    void fly();
}
abstract class Animal {
    public String name;
    //抽象类中也可以有构造方法
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    //抽象方法，不做具体实现
    public abstract void eat();
}
class Dog extends Animal implements Running {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"正在吃狗粮");
    }
    //实现接口中的run方法，必须为public，因为接口中的run方法是public，重写时要分配更高的访问权限

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name+"正在扑向他的主人");
    }
}

class Bird extends Animal implements Flying{
    //继承父类，需要重写父类的构造方法
    public Bird(String name) {
        super(name);
    }
    //重写父类的抽象方法
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"正在觅食");
    }

    //实现接口，必须实现接口的抽象方法，否则类需设置为抽象类
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name+"正在天空中自由地翱翔");
    }
}
public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) {

        Dog dog = new Dog("旺旺");
        dog.eat();
        dog.run();
        Bird bird  = new Bird("飞儿");
        bird.eat();
        bird.fly();
        
    }
}

执行结果：

旺旺正在吃狗粮
旺旺正在扑向他的主人
飞儿正在觅食
飞儿正在天空中自由地翱翔

为什么需要接口

Java不允许多重继承，通过接口可以提供多重继承的大部分好处，同时还能避免多重继承的复杂性和低效性。

接口的使用实例

Comparable接口

对数组元素按年龄排序：

import java.util.Arrays;

class Student implements Comparable<Student> {

    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    //重写compareTo方法
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        
//        if(this.age>o.age){
//            return 1;
//        }else if(this.age<o.age){
//            return -1;
//        }else {
//            return 0;
//        }
        return this.age-o.age;
    }
}
public class Compare {

    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[]{
                new Student("panghu",20),
                new Student("xiaofu",18),
                new Student("daxiong",19),
                new Student("jingxiang",16)
        };

        Arrays.sort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

执行结果：

[Student{name=‘jingxiang’, age=16}, Student{name=‘xiaofu’, age=18}, Student{name=‘daxiong’, age=19}, Student{name=‘panghu’, age=20}]

上面代码有一个问题，只能按年龄排序，如果想按姓名排序就要修改compareTo方法，修改后又只能按姓名排序。有没有一种办法，可以实现按不同的属性进行排序。利用比较器可以实现该要求。

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

class Student1 {

    public String name;
    public int age;

    public Student1(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

}
class AgeComparator implements Comparator<Student1> {

    @Override
    public int compare(Student1 o1, Student1 o2) {
        return o1.age-o2.age;
    }
}

class NameComparator implements Comparator<Student1> {

    @Override
    public int compare(Student1 o1, Student1 o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}
public class Compare1 {

    public static void main(String[] args) {
        Student1[] students = new Student1[]{
                new Student1("panghu",20),
                new Student1("xiaofu",18),
                new Student1("daxiong",19),
                new Student1("jingxiang",16)
        };
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        //按年龄排序
        Arrays.sort(students,ageComparator);
        System.out.println("按年龄"+Arrays.toString(students));
        //按姓名排序
        Arrays.sort(students,nameComparator);
        System.out.println("按姓名"+Arrays.toString(students));
    }
}

执行结果：

按年龄[Student{name=‘jingxiang’, age=16}, Student{name=‘xiaofu’, age=18}, Student{name=‘daxiong’, age=19}, Student{name=‘panghu’, age=20}]
按姓名[Student{name=‘daxiong’, age=19}, Student{name=‘jingxiang’, age=16}, Student{name=‘panghu’, age=20}, Student{name=‘xiaofu’, age=18}]

Clonable接口

实现Clonable接口需要重写Object类的clone()方法，在方法中使用super关键字调用Object类的clone()方法，然后调用该方法即可实现克隆。

• 浅拷贝：仅仅拷贝当前对象本身，不拷贝引用类型。
  

class Phone{
    public String phone;

}
class Person implements Cloneable{
    public int age;
    Phone p = new Phone();

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                ", p.phone=" + p.phone +
                '}';
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        person.age=20;
        person.p.phone="xiaomi";
        Person person2 = (Person)person.clone();
        person2.age=10;
        person2.p.phone="iphone";
        System.out.println(person);
        System.out.println(person2);
    }

}
//运行结果：
//Person{age=20, p.phone=iphone}
//Person{age=10, p.phone=iphone}

• 深拷贝：不仅拷贝当前对象，还拷贝其引用类型。

  

class Phone implements Cloneable{
    public String phone;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
class Person implements Cloneable{
    public int age;
    Phone p = new Phone();

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person tmp = (Person) super.clone();
        tmp.p= (Phone) this.p.clone();
        return tmp;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                ", p.phone=" + p.phone +
                '}';
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person();
        person.age=20;

        person.p.phone="xiaomi";
        Person person2 = (Person)person.clone();
        person2.age=10;

        person2.p.phone="iphone";
        System.out.println(person);
        System.out.println(person2);
    }

}
//运行结果：
//Person{age=20, p.phone=xiaomi}
//Person{age=10, p.phone=iphone}