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Java第三周：继承和多态，抽象类和接口

article 2024/10/24 15:57:55

目录

两个代码学会继承和多态，抽象类和接口

继承和多态

一、继承

二、多态

完整代码

抽象类和接口

一、抽象类

二、接口

概念

多实现

完整代码

继承和多态

一、继承

  1. 概念

    • 继承是面向对象编程中的一种机制，它允许一个类（子类或派生类）继承另一个类（父类或基类）的属性和方法。子类可以在父类的基础上进行扩展，添加新的属性和方法，或者重写父类的方法。

    • 例如，在Java中，使用extends关键字来实现继承关系。

// 定义父类Animal
class Animal {
    private String name;
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void makeSound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}
// 定义子类Dog，继承自Animal类
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

  • 在这个例子中，Dog类继承了Animal类。Dog类继承了Animal类的name属性和getName方法，并且添加了自己的bark方法。
  • 在Java中，super是一个关键字，用于指代父类对象。super(name)这种用法通常出现在子类的构造函数中，用于调用父类的构造函数并传递参数。

二、多态

  1. 概念
    • 多态是指同一个操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。在面向对象编程中，多态主要通过方法重写和接口实现来体现。
    • 例如，继续以上面的Animal和Dog为例，我们可以有以下多态的体现：
// 定义子类Cat，继承自Animal类
class Cat extends Animal {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}
  • @Override是Java中的一个注解（Annotation）。它用于标识子类中的方法是重写（Override）父类中的方法。
  • 例如，在继承关系中，如果子类想要修改父类中已有的方法的实现，就需要重写该方法。使用@Override注解可以让编译器检查该方法是否正确地重写了父类中的方法。

完整代码

// 定义父类Animal
class Animal {
    private String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

// 定义子类Dog，继承自Animal类
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

// 定义子类Cat，继承自Animal类
class Cat extends Animal {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Dog("旺财");
        Animal animal2 = new Cat("小花");

        animal1.makeSound();
        animal2.makeSound();
    }
}

  1. 继承关系
    • Dog类和Cat类都继承自Animal类。它们通过super关键字在构造函数中调用父类的构造函数来初始化从父类继承的name属性。
  2. 多态体现
    • 在main方法中，创建了Dog和Cat对象，但将它们赋值给Animal类型的变量animal1和animal2。是多态的一种体现。
    • 当调用animal1.makeSound()和animal2.makeSound()时，根据对象的实际类型（分别是Dog和Cat），执行了各自类中重写后的makeSound方法，而不是Animal类中的makeSound方法，这展示了多态性。

抽象类和接口

一、抽象类

概念

抽象类是一种不能被实例化的类，它主要用于为其他类提供一个通用的模板或框架。抽象类中可以包含抽象方法（只有方法签名，没有方法体）和非抽象方法。

  1. 抽象方法
    • 抽象方法只有方法签名（方法名、参数列表、返回类型），没有方法体。它以abstract关键字修饰，并且抽象方法所在的类必须是抽象类。例如：
abstract class Shape {
    abstract double calculateArea();
}
  • 在这个Shape抽象类中，calculateArea就是一个抽象方法，它没有具体的实现，只是定义了一个计算形状面积的方法签名。这意味着任何继承Shape类的子类都需要实现这个方法来提供具体的面积计算方式。

  1. 非抽象方法

    1. 抽象类也可以包含非抽象方法，这些方法有完整的方法体，可以提供一些通用的功能给子类。例如：
abstract class Shape {
    public void printInfo() {
        System.out.println("这是一个形状");
    }
}
  • 这里的printInfo方法是一个非抽象方法，它可以被子类继承并直接使用，为子类提供了一个通用的打印形状相关信息的功能。

抽象类定义了一组相关类的通用行为和属性。它通过抽象方法强制子类实现某些特定的方法，从而保证子类具有一定的一致性。例如，在图形相关的类层次结构中，所有的图形类（如圆形、矩形等）都应该有计算面积的方法，通过将calculateArea定义为抽象方法，可以确保继承Shape抽象类的子类都实现这个方法。抽象类中的非抽象方法可以被多个子类复用。例如，printInfo方法可以在不同的图形子类中直接使用，无需在每个子类中重新编写相同的打印逻辑。

二、接口

概念

接口是一种特殊的抽象类型，它只包含方法签名、常量（默认是public static final修饰的）和默认方法。接口定义了一组方法的规范，一个类可以实现一个或多个接口，表示这个类具有接口所定义的行为。

  1. 方法签名
    • 只有方法签名没有方法体。例如：
interface Flyable {
    void fly();
}
  • 这里的fly方法就是接口Flyable中定义的抽象方法，任何实现Flyable接口的类都必须实现这个fly方法。

  1. 常量
    1. 接口中的常量默认。例如：
interface Constants {
    int MAX_VALUE = 100;
}
  • 在这个Constants接口中，MAX_VALUE是一个常量，它可以被实现这个接口的类直接使用。
  1. 默认方法
    1. 为了在接口中提供一些默认的实现，Java 8引入了默认方法。默认方法有方法体，可以在接口中直接实现一些通用的功能。例如：
interface Greetable {
    default void greet() {
        System.out.println("Hello!");
    }
}

多实现

  1. 一个类可以实现多个接口，这与类的单继承（一个类只能有一个直接父类）不同。这使得类可以具有多种不同的行为。
class MyClass implements Serializable, Cloneable {
    // 实现类的具体逻辑
}
  • 这里MyClass类同时实现了Serializable（可序列化）接口和Cloneable（可克隆）接口，从而具备了可序列化和可克隆的能力。

完整代码

// 抽象类Shape
abstract class Shape {
    // 抽象方法，计算面积
    abstract double calculateArea();
    // 非抽象方法，打印形状信息
    public void printInfo() {
        System.out.println("这是一个形状");
    }
}

// 圆形类，继承Shape抽象类
class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

// 可飞行接口
interface Flyable {
    void fly();
}

// 鸟类，实现Flyable接口并继承Object类（默认继承）
class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("鸟儿在飞翔");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Circle circle = new Circle(5.0);
        circle.printInfo();
        System.out.println("圆形面积: " + circle.calculateArea());

        Bird bird = new Bird();
        bird.fly();
    }
}

在这个示例中：

  1. 首先定义了抽象类Shape，其中包含抽象方法calculateArea和非抽象方法printInfo。Circle类继承Shape类并实现了calculateArea方法。
  2. 接着定义了接口Flyable，Bird类实现了Flyable接口并实现了fly方法。
  3. 在main方法中，分别创建了Circle和Bird的实例，并调用了它们相应的方法，展示了抽象类和接口在实际代码中的应用。

http://www.kler.cn/news/363191.html

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