接口、多态
一、接口
1.1、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。
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。
1.2、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。
定义格式：
public interface 接口名 {
抽象方法1;
抽象方法2;
抽象方法3;
}
注意：
- 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，必须定义为常量
public static final 数据类型 变量名 = 值；
1.3、类实现接口
类与接口的关系为实现关系，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。
格式如下：
<code class="prism language-java has-numbering">class 类 implements 接口 { 重写接口中方法 } </code>
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
1.4、接口中成员的特点
- 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。
注意：
这三个修饰符，还可以选择性不写 - 接口中可以定义方法，方法也有固定的修饰符：
public abstract。还可以选择性不写，但是写不写都有。 - 接口不可以创建对象。
- 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。
<span class="token keyword">interface</span> <span class="token class-name">Demo</span> <span class="token punctuation">{</span>
<span class="token comment">///定义一个名称为 Demo 的接口。</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">static</span> <span class="token keyword">final</span> <span class="token keyword">int</span> NUM <span class="token operator">=</span> <span class="token number">3</span><span class="token punctuation">;</span><span class="token comment">// NUM 的值不能改变</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">abstract</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show1</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">abstract</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show2</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span> <span class="token punctuation">}</span> <span class="token comment">// 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</span> <span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">DemoImpl</span> <span class="token keyword">implements</span> <span class="token class-name">Demo</span> <span class="token punctuation">{</span>
<span class="token comment">//子类实现 Demo 接口。
</span> <span class="token comment">// 重写接口中的方法。</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show1</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">{
</span><span class="token punctuation">}
</span> <span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show2</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">{
</span><span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>
1.5、接口的多实现
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。
<code class="prism language-java has-numbering">interface Fu1 { void show1(); } interface Fu2 { void show2(); } class Zi implements Fu1, Fu2 // 多实现。同时实现多个接口。 { public void show1(){} public void show2(){} } </code>
- 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。 - 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。通俗点也就是说必须得实现。
1.6、继承类的同时实现接口
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。
<code class="prism language-java has-numbering"><span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">Fu</span> <span class="token punctuation">{</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">{</span><span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>
<span class="token keyword">interface</span> <span class="token class-name">Inter</span> <span class="token punctuation">{</span>
pulbic <span class="token keyword">abstract</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show1</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token punctuation">}</span>
<span class="token keyword">class</span> <span class="token class-name">Zi</span> <span class="token keyword">extends</span> <span class="token class-name">Fu</span> <span class="token keyword">implements</span> <span class="token class-name">Inter</span> <span class="token punctuation">{</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">show1</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
<span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>
</code>
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。
1.7、接口的多继承
多个接口之间可以使用 extends 进行继承
interface Fu1
{
void show();
}
interface Fu2
{
void show1();
}
interface Fu3
{
void show2();
}
interface Zi extends Fu1, Fu2, Fu3
{
void show3();
}<code class="prism language-java has-numbering">
</code>
1.8、接口的思想
举例：我们都知道电脑上留有很多个插口，而这些插口可以插入相应的设备，这些设备为什么能插在上面呢？主要原因是这些设备在生产的时候符合了这个插口的使用规则，否则将无法插入接口中，更无法使用。发现这个插口的出现让我们使用更多的设备。
1.9、接口和抽象类的区别
相同点：
（1）都不能直接实例化对象
（2）都包含抽象方法，其子类都必须覆写这些抽象方法
不同点：
（1）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;
（2）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）
（3）接口是这个事物中的额外内容,继承体系是一种 like..a 关系
（4）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
二、多态
2.1、多态的概念
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。
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。
2.2、多态的定义和使用格式
（1）多态的定义格式：就是父类的引用变量指向子类对象
<code class="prism language-java has-numbering">父类类型 变量名 = new 子类类型(); 变量名.方法名(); </code>
（2）普通类多态定义的格式
<code class="prism language-java has-numbering">父类 变量名 = new 子类();
如： class Fu
{}
class Zi extends Fu
{} //类的多态使用 Fu f = new Zi();
</code>
（3）抽象类多态定义的格式
<code class="prism language-java has-numbering">抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
如： 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();
</code>
（4）接口多态定义的格式
<code class="prism language-java has-numbering">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();
</code>
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
<code class="prism language-java has-numbering">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 </code>
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
2.3、多态中成员的特点
<code class="prism language-java has-numbering">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); //4
Zi z = new Zi();
System.out.println(z.num); //5 }
}
</code>
- 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。 - 多态成员方法
<code class="prism language-java has-numbering">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(); //输出Zi show num } }
</code>
多态成员方法
编译时期：参考引用变量所属的类，如果父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。如果子类没有，则运行父类方法。
简而言之：编译看左边，运行看右边。
2.4、instanceof 关键字
我们可以通过 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。
使用格式：
<code class="prism language-java has-numbering">boolean b = 对象 instanceof 数据类型; </code>
例子：
<code class="prism language-java has-numbering">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 </code>
2.5、多态转型
（1）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。
<code class="prism language-java has-numbering">父类类型 变量名 = new 子类类型(); 如： Person p = new Student(); </code>
（2）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！
<code class="prism language-java has-numbering">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 </code>
总结下封装、继承、多态的作用：
封装：把对象的属性与方法的实现细节隐藏，仅对外提供一些公共的访问方式
继承：子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。
多态：配合继承与方法重写提高了代码的复用性与扩展性；如果没有方法重写，则多态同样没有意义。
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