Java编程基础10——面向对象_多态&抽象类&接口

1.多态的概述及其成员访问特点代码体现

• A:多态(polymorphic)概述

  • 事物存在的多种形态

• B:多态前提-

  • 1.要有继承关系
  • 2.要有方法重写
  • 3.要有父类引用指向子类对象。

• C:多态中的成员访问特点之

  • 成员变量：编译和运行都看父类。
  • 成员方法：编译看父类，运行看子类（非静态）。
  • 静态成员方法：编译和运行都看父类—— (静态和类相关，算不上重写，访问还是父类)

class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        Father a = new Son();        //父类引用指向子类对象
        System.out.println(a.num);//成员变量-编译看父类，运行也看父类。

        Father f = new Son();
        f.print();                //成员方法非静态运行看子类
        f.method();            //静态和类相似，相当于是Father.methond()。
    }
}
class Father {
    int num = 10;
    public void print () {
        System.out.println("父级");
    }
    public static void method() {
        System.out.println("father static method");
    }
}
class Son extends Father {
    int num = 20;
    public void print () {
        System.out.println("子级");
    }
    public static void method() {
        System.out.println("son static method");
    }
}

2.李明和老李的故事-多态向上向下转型

• A:案例分析-通过该案例帮助理解多态的现象
• B:详细讲解多态中向上转型和向下转型

class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        Boy b = new Man();        //父类引用指向子类对象,人类                  
        System.out.println(b.name);    //父类引用指向子类对象就是向上转型
        b.eat();
        Man m = (Man)b;        //向下转型
        m.work();            //多肽的弊端，不能直接使用子类的

        //基本数据类型自动类型提升和强制类型转换
        int i = 10;
        byte c = 20;
        //i = c;        //自动类型提升
        c = (byte)i;   //强制类型转换

    }
}

class Boy {
    String name = "liming";
    public void eat() {
        System.out.println("吃一小碗饭");
    }
}
class Man extends Boy {
    String name = "laoli";
    public void eat () {
        System.out.println("吃一大碗饭");
    }
    public void work() {
        System.out.println("工作");
    }
}

3.多态的好处和弊端

• A:多态的好处

  • a:提高了代码的维护性(继承保证)
  • b:提高了代码的扩展性(由多态保证)

• B:案例演示

  • 多态的好处
  • 可以当作形式参数,可以接收任意子类对象

• C:多态的弊端

  • 不能使用子类的特有属性和行为。
• D:案例演示
  method(Animal a)
  method(Cat c)

class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        //Cat c1 = new Cat();        //父类引用指向子类对象,人类
        //c1.Cat();
        method(new Cat());
        method(new Dog());

        //Animal a = new Cat();开发很少用父类引用指向子类对象,直接创建子类对象使用其特有属性和行为。
    }
    /*public static void method(Cat c) {  //主类加静态
        c.eat();
    }
    public static void method(Dog d) { 
        d.eat();
    }*/
    public static void method(Animal a) {//当作参数的时候用多态最好，因为扩展性强
        //Cat c = (Cat)a;强转会出现类型转换异常,ClassCastException
        //关键字 instanseof 判断前边的引用是否是后边的数据类型
        if (a instanceof Cat) {
            Cat c = (Cat)a;//向下转型，转向子类
            c.eat();
            c.catchMouse();
        } else if (a instanceof Dog) {
            Dog d = (Dog)a;
            d.eat();
            d.lookHome();
        } else {
            a.eat();
        }
    }
}
class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃饭");
    }
}
class Cat extends Animal {
    public void eat () {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    public void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public void eat () {
        System.out.println("狗吃肉");
    }
    public void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

4.多态中的题目分析题

• A:看下面程序是否有问题，如果没有，说出结果

• class Fu {
      public void show() {
          System.out.println("fu show");
      }
  }
  
  class Zi extends Fu {
      public void show() {
          System.out.println("zi show");
      }
  
      public void method() {
          System.out.println("zi method");
      }
  }
  
  class Test1Demo {
      public static void main(String[] args) {
          Fu f = new Zi();
          f.method();
          f.show();
      }
  }

• B:看下面程序是否有问题，如果没有，说出结果

• class A {
      public void show() {
          show2();
      }
      public void show2() {
          System.out.println("我");
      }
  }
  class B extends A {
      public void show2() {
          System.out.println("爱");
      }
  }
  class C extends B {
      public void show() {
          super.show();
      }
      public void show2() {
          System.out.println("你");
      }
  }
  public class Test2DuoTai {
      public static void main(String[] args) {
          A a = new B();
          a.show();
          
          B b = new C();
          b.show();
      }
  }
  

5.抽象类的概述及其特点

• A:抽象类概述

  • 抽象就是看不懂的

• B:抽象类特点

  • a:抽象类和抽象方法必须用abstract关键字修饰

    • abstract class 类名 {}
    • public abstract void eat();
  • b:抽象类不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类或者是接口

  • c:抽象类不能实例化那么，抽象类如何实例化呢?

    • 按照多态的方式，由具体的子类实例化。其实这也是多态的一种，抽象类多态。

  • d:抽象类的子类

    • 要么是抽象类
    • 要么重写抽象类中的所有抽象方法

• C:案例演示

  • 抽象类特点

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
        //Animal a = new Animal();
        //Animal a = new Cat();
        //a.eat();
    }
}
abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}
abstract class Cat extends Animal {
    /*public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }*/
}

6.抽象类的成员特点

• A:抽象类的成员特点

  • a:成员变量：既可以是变量，也可以是常量;abstract不能修饰成员变量。

  • b:构造方法：有。

    • 用于子类访问父类数据的初始化。
  • c:成员方法：既可以是抽象的，也可以是非抽象的。

• B:案例演示

  • 抽象类的成员特点

• C:抽象类的成员方法特性：

  • a:抽象方法 强制要求子类做的事情。
  • b:非抽象方法 子类继承的事情，提高代码复用性。

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
    }
}
abstract class Demo {
    int num1 = 10;
    final int num2 = 20;
    public Demo() {
    }
    public void print() {
        System.out.println("11111");
    }
    public abstract void method();
}
class DemoSon extends Demo {
    public void method() {
        System.out.println("22222");
    }
}

7.旅行-案例演示抽象类的作用

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
        name1 n = new name1();
        n.traffic();
    }
}
/*
旅行travel
交通traffic
*/
abstract class travel {
    public abstract void traffic();
}
class name1 extends travel {
    public void traffic() {
        System.out.println("坐汽车");
    }
}
class name2 extends travel {
    public void traffic() {
        System.out.println("坐火车");
    }
}
class name3 extends travel {
    public void traffic() {
        System.out.println("坐飞机");
    }
}

8.抽象类练习猫狗案例

• A:案例演示

  • 具体事物：猫，狗
  • 共性：姓名，年龄，吃饭
  • 猫的特性:抓老鼠
  • 狗的特性:看家

abstract class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        Cat c = new Cat("加菲猫",8);
        System.out.println(c.getName() + "..." + c.getAge());
        c.eat();
        c.catchMouse();

        Dog d = new Dog("八公",12);
        System.out.println(d.getName() + "..." + d.getAge());
        d.eat();
        d.lookHome();
    }
}
abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }

    public abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
    public Cat() {
    }
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    public void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public Dog() {
    }
    public Dog(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }
    public void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

9.抽象类练习老师学生案例

• A:案例演示

  • 具体事物：基础班老师，就业班老师
  • 共性：姓名，年龄，讲课。
  • 具体事物:基础班学生,就业班学生
  • 共性:姓名,年龄,学习

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
        Teacher1 b1 = new Teacher1("王城",30);
        System.out.println(b1.getName() + "..." + b1.getAge());
        b1.teach();
        System.out.println("----------------------------");
        Teacher2 b2 = new Teacher2("黎明",32);
        System.out.println(b2.getName() + "..." + b2.getAge());
        b2.teach();
        System.out.println("----------------------------");
        Student1 s1 = new Student1("冯巩",18);
        System.out.println(s1.getName() + "..." + s1.getAge());
        s1.study();
        System.out.println("----------------------------");
        Student2 s2 = new Student2("张宇",20);
        System.out.println(s2.getName() + "..." + s2.getAge());
        s2.study();
        System.out.println("----------------------------");
    }
}
class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }
    public Person(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}
abstract class Teacher extends Person {
    public Teacher() {
    }
    public Teacher(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public abstract void teach();  //讲课抽象方法
}
class Teacher1 extends Teacher {
    public Teacher1() {
    }
    public Teacher1(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void teach() {
        System.out.println("基础班老师讲课");
    }
}
class Teacher2 extends Teacher {
    public Teacher2() {
    }
    public Teacher2(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void teach() {
        System.out.println("就业班老师讲课");
    }
}
abstract class Student extends Person {
    public Student() {
    }
    public Student(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public abstract void study();  //学习抽象方法
}
class Student1 extends Student {
    public Student1() {
    }
    public Student1(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void study() {
        System.out.println("基础班学生学习");
    }
}
class Student2 extends Student {
    public Student2() {
    }
    public Student2(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void study() {
        System.out.println("就业班学生学习");
    }
}

10.抽象类练习员工案例

• A:案例演示

  • 假如我们在开发一个系统时需要对程序员类进行设计，程序员包含3个属性：姓名、工号以及工资。
  • 经理，除了含有程序员的属性外，另为还有一个奖金属性。
  • 请使用继承的思想设计出程序员类和经理类。要求类中提供必要的方法进行属性访问。

class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        Coder c = new Coder("盖伦","001",12000);
        c.work();
        Manager m = new Manager("诺手","007",18000,5000);
        m.work();
    }
}
abstract class Employee {
    private String name;
    private String id;
    private double salary;

    public Employee() {
    }
    public Employee(String name,String id,double salary) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.salary = salary;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
    public String getId() {
        return id;
    }
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
    public abstract void work();
}
class Coder extends Employee {
    public Coder() {
    }
    public Coder(String name,String id,double salary) {
        super(name,id,salary);
    }
    public void work() {
        System.out.println("姓名是" + this.getName() + "，工号是" + this.getId() + "，工资是" + this.getSalary() + "，工作是敲代码");
    }
}
class Manager extends Employee {
    private int bonus;            //奖金
    public Manager() {
    }
    public Manager(String name,String id,double salary,int bonus) {
        super(name,id,salary);
        this.bonus = bonus;
    }
    public void work() {
        System.out.println("奖金是" + bonus + "，姓名是" + this.getName() + "，工号是" + this.getId() + "，工资是" + this.getSalary() + "，工作是管理");
    }
}

11.抽象类中的面试题

• A:面试题1

  • 一个抽象类如果没有抽象方法，可不可以定义为抽象类?如果可以，有什么意义?
  • 可以
  • 这么做目的只有一个,就是不让其他类创建本类对象,交给子类完成

• B:abstract不能和哪些关键字共存

  • abstract和static

    • 被abstract修饰的方法没有方法体
    • 被static修饰的可以用类名.调用，但是类名.调用抽象方法是没有意义的

  • abstract和final

    • 被abstract修饰的方法强制子类重写
    • 被final修饰的不让子类重写，所以他俩是矛盾的

  • abstract和private

    • 被abstract修饰是为了让子类看到并强制重写
    • 被private修饰不让子类访问，所以他俩是矛盾的

abstract class Demo {
    public static abstract void print();// 错误: 非法的修饰符组合: abstract和static
    public final abstract void print();//错误: 非法的修饰符组合: abstract和final
    private abstract void print(); //错误: 非法的修饰符组合: abstract和private
}

12.接口的概述及其特点

• A:接口概述

  • 从狭义的角度讲就是指java中的interface
  • 从广义的角度讲对外提供规则的都是接口

• B:接口特点

  • a:接口用关键字interface表示

    • interface 接口名 {}

  • b:类实现接口用implements表示

    • class 类名 implements 接口名 {}

  • c:接口不能实例化

    • 那么，接口如何实例化呢?
    • 按照多态的方式来实例化。

  • d:接口的子类

    • a:可以是抽象类。但是意义不大。
    • b:可以是具体类。要重写接口中的所有抽象方法。(推荐方案)

• C:案例演示

  • 接口特点

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
        //Inter i = new Inter(); //接口不能被实例化，调用抽象方法没有意义
        Inter i = new Demo(); //父类引用指向子类对象
        i.print();   
    }
}
interface Inter {
    public abstract void print();        //接口中的方法都是抽象的
}

class Demo implements Inter{
    public void print() {
        System.out.println("print");
    }
}

13.接口的成员特点

• A:接口成员特点

  • 成员变量；只能是常量，并且是静态的并公共的。

    • 默认修饰符：public static final
    • 建议：自己手动给出。
  • 构造方法：接口没有构造方法。

  • 成员方法：只能是抽象方法。

    • 默认修饰符：public abstract
    • 建议：自己手动给出。

• B:案例演示

  • 接口成员特点

abstract class JavaObject {        //抽象类
    public static void main(String [] args) {
        //Inter i = new Inter(); //接口不能被实例化，调用抽象方法没有意义
        Demo d = new Demo(); //父类引用指向子类对象
        d.print();  
        System.out.println(Inter.num);
    }
}
interface Inter {
    public static final int num = 10;
    public Inter(){}        //接口中没有构造方法
    public abstract void print();        //接口中的方法都是抽象的
    public void print() {                //接口中不能定义非抽象方法    
    }
    public abstract void print();
}
class Demo /*extends Object*/implements Inter{        //一个类不写继承任何类，默认继承Object类。
    public void print() {
        //num = 20;
        System.out.println(num);
    }
    public Demo() {
        super();
    }
}

14.类与类,类与接口,接口与接口的关系

• A:类与类,类与接口,接口与接口的关系

  • a:类与类：

    • 继承关系,只能单继承,可以多层继承。

  • b:类与接口：

    • 实现关系,可以单实现,也可以多实现。
    • 并且还可以在继承一个类的同时实现多个接口。

  • c:接口与接口：

    • 继承关系,可以单继承,也可以多继承。

• B:案例演示

  • 类与类,类与接口,接口与接口的关系

interface InterA {
    public abstract void printA();
}
interface InterB {
    public abstract void printB();
}
interface InterC extends InterA,InterB{ 
}
class Demo extends Object implements InterA,InterB {//implements只能写一次
    public void printA() {
        System.out.println("printA");
    }
    public void printB() {
        System.out.println("PrintB");
    }
}

15.抽象类和接口的区别

• A:成员区别

  • 抽象类：

    • 成员变量：可以变量，也可以常量
    • 构造方法：有
    • 成员方法：可以抽象，也可以非抽象

  • 接口：

    • 成员变量：只可以常量
    • 成员方法：只可以抽象

• B:关系区别

  • 类与类

    • 继承，单继承

  • 类与接口

    • 实现，单实现，多实现

  • 接口与接口

    • 继承，单继承，多继承

• C:设计理念区别

  • 抽象类 被继承体现的是：”is a”的关系。抽象类中定义的是该继承体系的共性功能。
  • 接口 被实现体现的是：”like a”的关系。接口中定义的是该继承体系的扩展功能。

16.猫狗案例加入跳高功能分析及其代码实现

• A:案例演示

  • 动物类：姓名，年龄，吃饭，睡觉。
  • 猫和狗
  • 动物培训接口：跳高

abstract class JavaObject {
    public static void main(String [] args) {
        Cat c = new Cat("加菲猫",8);
        c.eat();
        c.sleep();

        JumpCat jc = new JumpCat("跳高猫",12);
        jc.eat();
        jc.sleep();
        jc.jump();
    }
}
abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;
    public Animal() {
    }
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }

    public abstract void eat();  //抽象 吃饭
    public abstract void sleep();  //抽象 睡觉
}
interface Jumping {                //跳高的接口
    public void jump();
}

class Cat extends Animal {
    public Cat() {
    }
    public Cat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    public void sleep() {
        System.out.println("侧着睡");
    }
}
class JumpCat extends Cat implements Jumping {
    public JumpCat() {
    }
    public JumpCat(String name,int age) {
        super(name,age);
    }
    public void jump() {
        System.out.println("猫跳高");
    }
}