Java抽象类和接口使用梳理

抽象类

什么是抽象类呢？在现实生活中，我们说“人类”，我们无法对应到具体某个人，同样的，“动物类”、“图形类”这些无法映射到具体的对象的类就是抽象类。

抽象类是普通类的超集，意思就是普通类有的抽象类也有，只是它比普通类多了一些抽象方法而已。这些抽象方法可以有一个，也可以有多个。

它存在的意义就是让子类来覆写它的抽象方法,抽象类和抽象方法的实现使用 abstract 关键字实现： 

此时Sharp类就是抽象类，可以看到它的图标和普通类都有所不同。

抽象方法

示例：

public abstract void print();

抽象方法所在的类一定是抽象类，抽象方法只有方法声明，没有方法体{}

注意区分没有方法体和方法体为空的情况

public abstract void print();//这是没有方法体

public abstract void print(){  } //这是方法体为空，它是普通方法

抽象类三大原则

1.抽象类无法直接实例化对象。例如上面的 Sharp 类，Sharp  sharp  = new Sharp();//这是错误的

2.子类继承抽象类，必须覆写抽象类中的所有抽象方法（前提是子类是普通类）

Triangle是一个普通类，此时没覆写方法就报错了，这时我们使用alt + enter 快捷键，点击第一行，再点击ok,就覆写了父类的抽象方法

但是当子类依然是抽象类时，可以选择不覆写抽象方法

3.final 和 abstract 不能同时使用、private 和 abstract 不能同时使用

抽象类存在的最大意义就是被继承，而且它仍然满足继承关系的 is a 原则

abstract class Person

class Chinese extends Person  √  

class Dog extends Person × //因为Dog not is a Person

同时抽象类任然受到单继承的局限，此时我们就引出了接口来打破这两个局限

接口

Java使用 interface 关键字定义接口，接口中只有全局常量和抽象方法（JDK之前）JDK8扩展了default方法。子类使用 implements 实现接口

一般接口的命名使用大写 ' I ' 字母开头，子类命名以 Impl 结尾

全局常量:

public static final int NUM = 10;

抽象方法：

public abstract String msg( );

接口使用原则

1.接口中只有 public 权限，且只有全局常量和抽象方法，所以 abstract、static、final、public这些关键字在接口内部都可以省略

public interface IMassage {
   int NUM = 10;//全局常量
    String msg();//抽象方法
}

2.接口没有单继承限制，子类可以同时实现多个父接口，多个接口之间使用逗号分隔。此时子类必须实现父类接口中所有的抽象方法

public interface IMassage {
   int NUM = 10;//全局常量
   String msg();//抽象方法
}
interface INews{
   void getNews();
}

//子类
public class MessageImpl implements IMassage,INews{

public String msg() {
       return null;
   }
   public void getNews() {

}
}

接口可以使用 extends 继承多个父接口，下面的示例若类要实现接口 C ，就必须覆写 A、B、C中所有的抽象方法

interface A{
       void testA();
   }
   interface B{
       void testB();
   }
   interface C extends A,B{

}

3.接口依然不能直接实例化对象，需要通过向上转型实现

public class MessageImpl implements IMassage,INews{

public String msg() {
       return "hello JAVA";
   }

public void getNews() {
     System.out.println("hello n~");

}

public static void main(String[] args) {
       IMassage m = new MessageImpl();
       System.out.println(m.msg());

}
}

//输出：hello JAVA

m只能调用msg方法，不能调用INews接口类定义的方法，需要用父类间的相互转换实现调用

INews n = (INews)m;
       n.getNews();

//输出：hello n~

4.子类若既要继承类又要实现接口，就先继承，后实现接口

public class D  extends A  implements X,Y{  } 

JDK两大内置接口

java.lang.Comparable 比较接口

引入示例：使用排序方法比较Student类中的对象

public class Student {
   private String name;
   private int age;
   public Student(String name,int age){
       this.name = name;
       this.age = age;
   }
   public String toString(){
       return "Student{" +
   "name=" + name+'\''+ ",age="+ age + '}';
   }

public static void main(String[] args) {
       Student s1 = new Student("张三",18);
       Student s2 = new Student("李四",20);
       Student s3 = new Student("王五",30);
       Student[] students = {s3,s1,s2};
       Arrays.sort(students);
       System.out.println(Arrays.toString(students));
   }
}

运行结果：

程序报错，因为Student类是自定义类型，当使用Arrays.sort方法对自定义类型进行排序时，自定义类型需要实现 Comparable 才具有可比较的能力

因此我们将上述示例做如下改动：

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

public static void main(String[] args) {
       Student s1 = new Student("张三",18);
       Student s2 = new Student("李四",20);
       Student s3 = new Student("王五",30);
       Student[] students = {s3,s1,s2};//乱序放入数组
       Arrays.sort(students);
       System.out.println(Arrays.toString(students));
   }

}

//输出结果：
[Student{name=张三',age=18}, Student{name=李四',age=20}, Student{name=王五',age=30}]

可以看到数组按照年龄的升序排序，达到了预期效果。如果想要按照年龄降序排列，只需要修改 compareTo 方法中的一和负一

实现Comparable接口，必须覆写它的compareTo方法，该方法返回的数字：

• =0 表示当前对象等于目标对象 o

• >0 表示当前对象等于目标对象 o

• <0 表示当前对象等于目标对象 o

java.lang.Cloneable 克隆接口

在程序中，克隆是指复制一个新的对象，而这个新对象的属性值是从旧对象中拷贝过来的

Cloneable 接口是一个标记接口，本身没有任何抽象方法，当一个类实现了 Cloneable 接口，就表示该类具备了克隆的能力，这个能力是JVM赋予的，要知道在堆上开辟空间和对象创建都由JVM实现。

我们需要覆写 Object 类的 clone 方法，点击向上转型的图标我们就能看到 Object 提供的该方法

可以看到，clone 方法没有方法体，用 native 关键字修饰，叫做本地方法，clone方法不是Java语言实现的，而是C++实现的，要知道JVM就是由C++实现的。所以本地方法就表示Java调用了C++的同名方法，此处只是方法声明，具体的方法实现是在C++中。所以虽然它没有方法体，但它并不是抽象方法。

这里我们就能知道一个小知识点：没有方法体的方法不一定就是抽象方法

代码示例：

public class Cat implements Cloneable{
   private String name;

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

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       Cat c1 = new Cat();
       c1.name = "喵喵";
       Cat c2 = c1.clone();
       System.out.println(c1 == c2);
       System.out.println(c2.name);
   }
}

输出结果：

可以看到，输出 false表示c1和c2不是同一个地址，也就是说在堆上为c2开辟了一个新空间，将c1的值拷贝给了c2

对象的深浅拷贝

我们先看一个示例：

class A{
   int num;
}
public class B implements Cloneable{
   A a = new A();

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

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       B b1 = new B();
       B b2 = b1.clone();
       System.out.println(b1 == b2);
       System.out.println(b2.a.num);
       b1.a.num = 100;
       System.out.println(b2.a.num);
   }
}

输出：false
0
100

根据结果我们看到，将b1.a的值改为100后，b2.a也随之变化，就是说b1.a 和 b2.a 指向了相同的对象

这就是浅拷贝，拷贝出的 b1 对象只是拷贝了 b1 自身, 而没有拷贝内部包含的 a 对象. 此时 b1 和 b2 中包含的 a 引用仍然是指向同一个对象. 此时修改一边, 另一边也会发生改变.

我们将代码做如下修改：

class A implements Cloneable{
   int num;

@Override
   protected A clone() throws CloneNotSupportedException {
       return (A)super.clone();
   }
}
public class B implements Cloneable{
   A a = new A();

@Override
   protected B clone() throws CloneNotSupportedException {
       B b = new B();
       b.a = a.clone();
       return b;
   }

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       B b1 = new B();
       B b2 = b1.clone();
       System.out.println(b1 == b2);
       System.out.println(b2.a.num);
       b1.a.num = 100;
       System.out.println(b2.a.num);
   }
}

结果：false
0
0

我们让A类也实现克隆接口，可以看到b1.a的修改没有影响b2.a，说明此时b1和b2内部包含的a对象也是不同的，这种拷贝就叫做深拷贝

在Java中，实现深拷贝的方式有两种：一种是递归实现Cloneable，上述的例子就是递归实现的；另外一种就是通过序列化（Serializable 接口）来进行拷贝。这两种方法现在已经不常用了，现在实现深拷贝是将对象转为json字符串

抽象类和接口的区别

来源：https://blog.csdn.net/m0_58672924/article/details/122822590