接口
JDK8后的接口新规
在jdk8之前,interface之中可以定义变量和方法,变量必须是public、static、final的,方法必须是public、abstract的。由于这些修饰符都是默认的,所以在JDK8之前,下面的写法都是等价的。
public interface JDK8BeforeInterface {
public static final int field1 = 0;
int field2 = 0;
public abstract void method1(int a) throws Exception;
void method2(int a) throws Exception;
}
接口变量的默认修饰是public static final,就是自动声明为常量,这些都是隐式默认的规则,所以直接用public声明也是一样的效果,变量必须是常量,而方法也必须的抽象方法,且限定修饰符必须是public,这些也是隐式规定的。
JDK8及以后,允许我们在接口中定义static方法和default方法。也就是静态方法和默认方法。
static方法和default方法都可以直接在接口里写方法体(方法的具体逻辑)了。
这就是java变相的让接口能够结合抽象类的功能。
public interface JDK8Interface {
// static修饰符定义静态方法
static void staticMethod() {
System.out.println("接口中的静态方法");
}
// default修饰符定义默认方法
default void defaultMethod() {
System.out.println("接口中的默认方法");
}
}
再定义一个接口的实现类:
public class JDK8InterfaceImpl implements JDK8Interface {
//实现接口后,因为默认方法不是抽象方法,所以可以不重写,但是如果开发需要,也可以重写
}
default修饰的方法可以不重写,根据其实现类的对象来调用这个接口的default方法
而静态方法则是只能这个接口名来直接调用。
静态方法,只能通过接口名调用,不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用。default方法,只能通过接口实现类的对象来调用。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// static方法必须通过接口类调用
JDK8Interface.staticMethod();
//default方法必须通过实现类的对象调用
new JDK8InterfaceImpl().defaultMethod();
}
}
当然如果接口中的默认方法不能满足某个实现类需要,那么实现类可以覆盖默认方法。
public class AnotherJDK8InterfaceImpl implements JDK8Interface {
// 签名跟接口default方法一致,但是不能再加default修饰符
@Override
public void defaultMethod() {
System.out.println("接口实现类覆盖了接口中的default");
}
}
由于java支持一个实现类可以实现多个接口,如果多个接口中存在同样的static和default方法会怎么样呢?如果有两个接口中的静态方法一模一样,并且一个实现类同时实现了这两个接口,此时并不会产生错误,因为jdk8只能通过接口类调用接口中的静态方法,所以对编译器来说是可以区分的。但是如果两个接口中定义了一模一样的默认方法,并且一个实现类同时实现了这两个接口,那么必须在实现类中重写默认方法,否则编译失败。
例如JDK8Interface1也有一个defaultMethod()
public interface JDK8Interface1 {
// static修饰符定义静态方法
static void staticMethod() {
System.out.println("JDK8Interface1接口中的静态方法");
}
// default修饰符定义默认方法
default void defaultMethod() {
System.out.println("JDK8Interface1接口中的默认方法");
}
}
必须要覆盖defaultMethod(),然后调用的时候JVM才不会混乱,不然JVM不知道调用哪个default方法
public class JDK8InterfaceImpl implements JDK8Interface,JDK8Interface1 {
// 由于JDK8Interface和JDK8Interface1中default方法一样,所以这里必须覆盖
@Override
public void defaultMethod() {
System.out.println("接口实现类覆盖了接口中的default");
}
}
对象调用的是重写后的defaultMethod()。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
JDK8Interface.staticMethod();
JDK8Interface1.staticMethod();
new JDK8InterfaceImpl().defaultMethod();
}
}
多态
多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作,如图所示:
多态性是对象多种表现形式的体现。
现实中,比如我们按下 F1 键这个动作:
如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档;
如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助;
在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。
同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。
多态的优点
1.消除类型之间的耦合关系
2.可替换性
3.可扩充性
4.接口性
5.灵活性
6.简化性
多态存在的三个必要条件
1.继承
2.重写
3.父类引用指向子类对象
比如:
Parent p = new Child();//这就是典型的多态
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,再去调用子类的同名方法。
多态的好处:可以使程序有良好的扩展,并可以对所有类的对象进行通用处理。
以下是一个多态实例的演示,详细说明请看注释:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
show(new Cat()); // 以 Cat 对象调用 show 方法
show(new Dog()); // 以 Dog 对象调用 show 方法
Animal a = new Cat(); // 向上转型
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
Cat c = (Cat)a; // 向下转型
c.work(); // 调用的是 Cat 的 work
}
public static void show(Animal a) {
a.eat();
// 类型判断
if (a instanceof Cat) { // 猫做的事情
Cat c = (Cat)a;
c.work();
} else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情
Dog c = (Dog)a;
c.work();
}
}
}
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void work() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}
执行以上程序,输出结果为:
吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠
java多态,如何理解父类引用指向子类对象
要理解多态性,首先要知道什么是“向上转型”。
我定义了一个子类Cat,它继承了Animal类,那么后者就是前者是父类。我可以通过 Cat c = new Cat(); 实例化一个Cat的对象,这个不难理解。
但当我这样定义时: Animal a = new Cat();
表示定义了一个Animal类型的引用,指向新建的Cat类型的对象。由于Cat是继承自它的父类Animal,所以Animal类型的引用是可以指向Cat类型的对象的。
那么这样做有什么意义呢?因为子类是对父类的一个改进和扩充,所以一般子类在功能上较父类更强大,属性较父类更独特, 定义一个父类类型的引用指向一个子类的对象既可以使用子类强大的功能,又可以抽取父类的共性。
所以,父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法,而对于子类中定义而父类中没有的方法,它是无可奈何的; 同时,父类中的一个方法只有在父类中定义而在子类中没有重写的情况下,才可以被父类类型的引用调用; 对于父类中定义的方法,如果子类中重写了该方法,那么父类类型的引用将会调用子类中的这个方法,这就是动态连接。也可以叫做动态绑定。
动态绑定是指”在执行期间(而非编译期间)“判断所引用对象的实际类型,根据实际的类型调用其相应的方法。
看下面这段程序:
class Father {
public void func1()
{
func2();
}
// 这是父类中的func2()方法,因为下面的子类中重写了该方法 ,所以在父类类型的引用中调用时,这个方法将不再有效,取而代之的是将调用子类中重写的func2()方法
public void func2() {
System.out.println("AAA");
}
}
class Child extends Father { // func1(int i)是对func1()方法的一个重载
由于在父类中没有定义这个方法,所以它不能被父类类型的引用调用
所以在下面的main方法中child.func1(68)是不对的
public void func1(int i) {
System.out.println("BBB");
} // func2()重写了父类Father中的func2()方法 如果父类类型的引用中调用了func2()方法,那么必然是子类中重写的这个方法
public void func2() {
System.out.println("CCC");
}
}
public class PolymorphismTest {
public static void main(String[] args) {
Father child = new Child();
child.func1();// 打印结果将会是什么? } }
上面的程序是个很典型的多态的例子。子类Child继承了父类Father,并重载了父类的func1()方法,重写了父类的func2()方法。重载后的 func1(int i)和func1()不再是同一个方法,由于父类中没有func1(int i),那么,父类类型的引用child就不能调用func1(int i)方法。而子类重写了func2()方法,那么父类类型的引用child在调用该方法时将会调用子类中重写的func2()
}
}
那么该程序将会打印出什么样的结果呢? 很显然,应该是“CCC”。
对于多态,可以总结它为:
一、使用父类类型的引用指向子类的对象;
二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量;
三、如果子类中重写了父类中的一个方法,那么在调用这个方法的时候,将会调用子类中的这个方法;(动态连接、动态调用)
四、变量不能被重写(覆盖),”重写“的概念只针对方法,如果在子类中”重写“了父类中的变量,那么在编译时会报错。
多态的3个必要条件:
1.继承 2.重写 3.父类引用指向子类对象。
向上转型: Person p = new Man() ; //向上转型不需要强制类型转化
向下转型: Man man = (Man)new Person() ; //必须强制类型转化
虚方法
我们将介绍在Java中,当设计类时,被重写的方法的行为怎样影响多态性。
我们已经讨论了方法的重写,也就是子类能够重写父类的方法。
当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。
要想调用父类中被重写的方法,则必须使用关键字super。
/* 文件名 : Employee.java */
public class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number) {
System.out.println("Employee 构造函数");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("邮寄支票给: " + this.name
+ " " + this.address);
}
public String toString() {
return name + " " + address + " " + number;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String newAddress) {
address = newAddress;
}
public int getNumber() {
return number;
}
}
假设下面的类继承Employee类:
/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; // 全年工资
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
System.out.println("邮寄支票给:" + getName()
+ " ,工资为:" + salary);
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary) {
if(newSalary >= 0.0) {
salary = newSalary;
}
}
public double computePay() {
System.out.println("计算工资,付给:" + getName());
return salary/52;
}
}
现在我们仔细阅读下面的代码,尝试给出它的输出结果:
/* 文件名 : VirtualDemo.java */
public class VirtualDemo {
public static void main(String [] args) {
Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);
System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
s.mailCheck();
System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
e.mailCheck();
}
}
以上实例编译运行结果如下:
Employee 构造函数
Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck --
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给:员工 A ,工资为:3600.0
使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给:员工 B ,工资为:2400.0
例子解析
实例中,实例化了两个 Salary 对象:一个使用 Salary 引用 s,另一个使用 Employee 引用 e。
当调用 s.mailCheck() 时,编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck(),执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。
因为 e 是 Employee 的引用,所以调用 e 的 mailCheck() 方法时,编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。
在编译的时候,编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句, 但是在运行的时候,Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。
以上整个过程被称为虚拟方法调用,该方法被称为虚拟方法。
Java中所有的方法都能以这种方式表现,因此,重写的方法能在运行时调用,不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。
多态的实现方式:
方式一:重写:
这个内容已经在上一章节详细讲过,就不再阐述,详细可访问:Java 重写(Override)与重载(Overload)。
方式二:接口
- 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中,因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则,有可能到国外就不行,那是因为国外自己定义的接口类型。
- java中的接口类似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。
方式三:抽象类和抽象方法