接口

接口的概念

* A:接口的概念
    接口是功能的集合，同樣可看做是一種數據類型，是比抽象類更為抽象的”類”。
    接口只描述所應該具備的方法，並沒有具體實現，具體的實現由接口的實現類(相當於接口的子類)來完成。這樣將功能的定義與實現分離，優化了程序設計。
    請記住：一切事物均有功能，即一切事物均有接口。

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接口的定義

* A: 接口的定義
    與定義類的class不同，接口定義時需要使用interface關鍵字。
    定義接口所在的仍為.java文件，雖然聲明時使用的為interface關鍵字的編譯後仍然會產生.class文件。這點可以讓我們將接口看做是一種只包含了功能聲明的特殊類。
                                    
* B : 定義格式
    public interface 接口名 {
        抽象方法1;
        抽象方法2;
        抽象方法3;
    }
    
* C: 定義步驟
    使用interface代替了原來的class，其他步驟與定義類相同：
    接口中的方法均為公共訪問的抽象方法
    接口中無法定義普通的成員變量
 

接口的實現類

* A: 類與接口的關系
        類與接口的關系為實現關系，即類實現接口。實現的動作類似繼承，只是關鍵字不同，實現使用implements。
        其他類(實現類)實現接口後，就相當於聲明：”我應該具備這個接口中的功能”。實現類仍然需要重寫方法以實現具體的功能。
* B: 類實現接口的格式
        class 類 implements 接口 {
            重寫接口中方法
        } 
* C:註意事項
        在類實現接口後，該類就會將接口中的抽象方法繼承過來，此時該類需要重寫該抽象方法，完成具體的邏輯。
        接口中定義功能，當需要具有該功能時，可以讓類實現該接口，只聲明了應該具備該方法，是功能的聲明。
        在具體實現類中重寫方法，實現功能，是方法的具體實現。
 

接口中成員變量的特點

* A:成員變量特點
    * a 接口中可以定義變量，但是變量必須有固定的修飾符修飾，public static final 所以接口中的變量也稱之為常量，其值不能改變。後面我們會講解static與final關鍵字
* B:案例
    interface Demo { ///定義一個名稱為Demo的接口。
        public static final int NUM = 3;// NUM的值不能改變
    }

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接口中成員方法的特點

* A: 成員方法特點
    * a 接口中可以定義方法，方法也有固定的修飾符，public abstract
    * b 子類必須覆蓋掉接口中所有的抽象方法後，子類才可以實例化。否則子類是一個抽象類。

* B: 案例
    interface Demo { ///定義一個名稱為Demo的接口。
        public abstract void show1();
        public abstract void show2();
    }

    //定義子類去覆蓋接口中的方法。類與接口之間的關系是 實現。通過 關鍵字 implements
    class DemoImpl implements Demo { //子類實現Demo接口。
        //重寫接口中的方法。
        public void show1(){}
        public void show2(){}
    }
 

實現類還是一個抽象類

A: 接口的實現類
   一個類如果實現類接口,有兩種操作方法:
   第一:實現類是非抽象類,就需要重寫接口中所有的抽象方法.
   第二:實現類也聲明為抽象類,那麽實現類可以不重寫接口中的抽象方法。

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類和接口的多實現

* A：接口的多實現
    了解了接口的特點後，那麽想想為什麽要定義接口，使用抽象類描述也沒有問題，接口到底有啥用呢？
    接口最重要的體現：解決多繼承的弊端。將多繼承這種機制在java中通過多實現完成了。
    
* B 多實現的優點
    * 怎麽解決多繼承的弊端呢？
    * 弊端：多繼承時，當多個父類中有相同功能時，子類調用會產生不確定性。
    * 其實核心原因就是在於多繼承父類中功能有主體，而導致調用運行時，不確定運行哪個主體內容。
    * 為什麽多實現能解決了呢？
    * 因為接口中的功能都沒有方法體，由子類來明確。

* C :案例演示
    interface Fu2{
        void show2();
    }
    class Zi implements Fu1,Fu2 {    // 多實現。同時實現多個接口。
        public void show1(){}
        public void show2(){}
    }

類在繼承類的同時實現多接口

* A: 繼承的同時實現接口
    * 接口和類之間可以通過實現產生關系，同時也學習了類與類之間可以通過繼承產生關系。當一個類已經繼承了一個父類，它又需要擴展額外的功能，這時接口就派上用場了。
    * 子類通過繼承父類擴展功能，通過繼承擴展的功能都是子類應該具備的基礎功能。如果子類想要繼續擴展其他類中的功能呢？這時通過實現接口來完成。
    * 接口的出現避免了單繼承的局限性。父類中定義的事物的基本功能。接口中定義的事物的擴展功能。
    
* B: 代碼演示
    class Fu {
        public void show(){}
    }
    interface Inter {
        pulbic abstract void show1();
    }
    class Zi extends Fu implements Inter {
        public void show1() {
        }
    }

    接口的出現避免了單繼承的局限性。父類中定義的事物的基本功能。接口中定義的事物的擴展功能。

接口的多繼承

* A: 接口的多繼承
    * 學習類的時候，知道類與類之間可以通過繼承產生關系，接口和類之間可以通過實現產生關系，那麽接口與接口之間會有什麽關系。
    * 多個接口之間可以使用extends進行繼承。
    
* B 代碼演示
     interface Fu1{
        void show();
    }
    interface Fu2{
        void show1();
    }
    interface Fu3{
        void show2();
    }
    interface Zi extends Fu1,Fu2,Fu3{
        void show3();
    }
    
    在開發中如果多個接口中存在相同方法，這時若有個類實現了這些接口，那麽就要實現接口中的方法，由於接口中的方法是抽象方法，子類實現後也不會發生調用的不確定性。

接口思想

* A:接口的思想
    * 前面學習了接口的代碼體現，現在來學習接口的思想，接下裏從生活中的例子進行說明。
    * 舉例：我們都知道電腦上留有很多個插口，而這些插口可以插入相應的設備，這些設備為什麽能插在上面呢？
    * 主要原因是這些設備在生產的時候符合了這個插口的使用規則，否則將無法插入接口中，更無法使用。發現這個插口的出現讓我們使用更多的設備。

* B: 接口的好處  
    * 總結：接口在開發中的它好處
    * 1、接口的出現擴展了功能。
    * 2、接口其實就是暴漏出來的規則。
    * 3、接口的出現降低了耦合性，即設備與設備之間實現了解耦。
    
    * 接口的出現方便後期使用和維護，一方是在使用接口（如電腦），一方在實現接口（插在插口上的設備）。例如：筆記本使用這個規則（接口），電腦外圍設備實現這個規則（接口）。

接口和抽象類的區別

* A: 明白了接口思想和接口的用法後，接口和抽象類的區別是什麽呢？接口在生活體現也基本掌握，那在程序中接口是如何體現的呢？
    通過實例進行分析和代碼演示抽象類和接口的用法。
* B: 舉例：
    *   犬：
            行為：
            吼叫；
            吃飯；
    * 緝毒犬：
            行為：
            吼叫；
            吃飯；
            緝毒；

* C:思考：
    * 由於犬分為很多種類，他們吼叫和吃飯的方式不一樣，在描述的時候不能具體化，也就是吼叫和吃飯的行為不能明確。
    * 當描述行為時，行為的具體動作不能明確，這時，可以將這個行為寫為抽象行為，那麽這個類也就是抽象類。
    * 可是當緝毒犬有其他額外功能時，而這個功能並不在這個事物的體系中。這時可以讓緝毒犬具備犬科自身特點的同時也有其他額外功能，可以將這個額外功能定義接口中。

* D: 代碼演示
    interface 緝毒{
        public abstract void 緝毒();
    }
    //定義犬科的這個提醒的共性功能
    abstract class 犬科{
    public abstract void 吃飯();
    public abstract void 吼叫();
    }
    // 緝毒犬屬於犬科一種，讓其繼承犬科，獲取的犬科的特性，
    //由於緝毒犬具有緝毒功能，那麽它只要實現緝毒接口即可，這樣即保證緝毒犬具備犬科的特性，也擁有了緝毒的功能
    class 緝毒犬 extends 犬科 implements 緝毒{
    
        public void 緝毒() {
        }
        void 吃飯() {
        }
        void 吼叫() {
        }
    }
    class 緝毒豬 implements 緝毒{
        public void 緝毒() {
        }
    }

* E: 接口和抽象類區別總結
    相同點:
        都位於繼承的頂端,用於被其他類實現或繼承;
        都不能直接實例化對象;
        都包含抽象方法,其子類都必須覆寫這些抽象方法;
    區別:
        抽象類為部分方法提供實現,避免子類重復實現這些方法,提高代碼重用性;接口只能包含抽象方法;
        一個類只能繼承一個直接父類(可能是抽象類),卻可以實現多個接口;(接口彌補了Java的單繼承)
        抽象類是這個事物中應該具備的你內容, 繼承體系是一種 is..a關系
        接口是這個事物中的額外內容,繼承體系是一種 like..a關系
    
    二者的選用:
        優先選用接口,盡量少用抽象類;
        需要定義子類的行為,又要為子類提供共性功能時才選用抽象類;

多態

多態概述

* A: 多態概述
    多態是繼封裝、繼承之後，面向對象的第三大特性。
    現實事物經常會體現出多種形態，如學生，學生是人的一種，則一個具體的同學張三既是學生也是人，即出現兩種形態。   
    Java作為面向對象的語言，同樣可以描述一個事物的多種形態。如Student類繼承了Person類，一個Student的對象便既是Student，又是Person。
    Java中多態的代碼體現在一個子類對象(實現類對象)既可以給這個子類(實現類對象)引用變量賦值，又可以給這個子類(實現類對象)的父類(接口)變量賦值。
    如Student類可以為Person類的子類。那麽一個Student對象既可以賦值給一個Student類型的引用，也可以賦值給一個Person類型的引用。
    最終多態體現為父類引用變量可以指向子類對象。
    多態的前提是必須有子父類關系或者類實現接口關系，否則無法完成多態。
    在使用多態後的父類引用變量調用方法時，會調用子類重寫後的方法。

多態調用的三種格式

* A:多態的定義格式：
    * 就是父類的引用變量指向子類對象
         父類類型  變量名 = new 子類類型();
         變量名.方法名();
    
* B: 普通類多態定義的格式
        父類 變量名 = new 子類();
        舉例： 
            class Fu {}
            class Zi extends Fu {}
            //類的多態使用
            Fu f = new Zi();
* C: 抽象類多態定義格式          
        抽象類 變量名 = new 抽象類子類();
        舉例： 
        abstract class Fu {
                 public abstract void method();
                 }
        class Zi extends Fu {
        public void method(){
                      System.out.println(“重寫父類抽象方法”);
        }
        }
        //類的多態使用
        Fu fu= new Zi();
* D: 接口多態定義的格式
        接口 變量名 = new 接口實現類();
        如： interface Fu {
                     public abstract void method();
        }
        class Zi implements Fu {
                     public void method(){
                      System.out.println(“重寫接口抽象方法”);
        }
        }
        //接口的多態使用
        Fu fu = new Zi();
* E: 註意事項
        同一個父類的方法會被不同的子類重寫。在調用方法時，調用的為各個子類重寫後的方法。
        如 Person p1 = new Student();
           Person p2 = new Teacher();
           p1.work(); //p1會調用Student類中重寫的work方法
           p2.work(); //p2會調用Teacher類中重寫的work方法
        當變量名指向不同的子類對象時，由於每個子類重寫父類方法的內容不同，所以會調用不同的方法。

多態成員方法的特點

* A: 掌握了多態的基本使用後，那麽多態出現後類的成員有啥變化呢？前面學習繼承時，我們知道子父類之間成員變量有了自己的特定變化，
    * 那麽當多態出現後，成員變量在使用上有沒有變化呢？
    * 多態出現後會導致子父類中的成員變量有微弱的變化
* B: 代碼演示
    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);
            Zi z = new Zi();
            System.out.println(z.num);
        }
    }

* C: 多態成員變量
    當子父類中出現同名的成員變量時，多態調用該變量時：
    編譯時期：參考的是引用型變量所屬的類中是否有被調用的成員變量。沒有，編譯失敗。
    運行時期：也是調用引用型變量所屬的類中的成員變量。
    簡單記：編譯和運行都參考等號的左邊。編譯運行看左邊。

* D: 多態出現後會導致子父類中的成員方法有微弱的變化。看如下代碼
    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();
        }
    }

* E: 多態成員方法
    編譯時期：參考引用變量所屬的類，如果沒有類中沒有調用的方法，編譯失敗。
    運行時期：參考引用變量所指的對象所屬的類，並運行對象所屬類中的成員方法。
    簡而言之：編譯看左邊，運行看右邊。

instanceof關鍵字

* A: 作用
     可以通過instanceof關鍵字來判斷某個對象是否屬於某種數據類型。如學生的對象屬於學生類，學生的對象也屬於人類

* 格式:
    boolean  b  = 對象  instanceof  數據類型;

* 舉例:
    Person p1 = new Student(); // 前提條件，學生類已經繼承了人類
    boolean flag = p1 instanceof Student; //flag結果為true
    boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag結果為false

多態-向上轉型

* A: 多態的轉型分為向上轉型與向下轉型兩種：
    
* B: 向上轉型：當有子類對象賦值給一個父類引用時，便是向上轉型，多態本身就是向上轉型的過程。
    使用格式：
    父類類型  變量名 = new 子類類型();
    如：Person p = new Student();

多態-向下轉型

* A: 向下轉型：一個已經向上轉型的子類對象可以使用強制類型轉換的格式，將父類引用轉為子類引用，這個過程是向下轉型。如果是直接創建父類對象，是無法向下轉型的！
    使用格式：
    子類類型 變量名 = (子類類型) 父類類型的變量;
    如:Student stu = (Student) p;  //變量p 實際上指向Student對象

多態的好處和弊端

* A: 多態的好處和弊端
    * 當父類的引用指向子類對象時，就發生了向上轉型，即把子類類型對象轉成了父類類型。
      向上轉型的好處是隱藏了子類類型，提高了代碼的擴展性。
    * 但向上轉型也有弊端，只能使用父類共性的內容，而無法使用子類特有功能，功能有限制。
    
* B: 看如下代碼
    //描述動物類，並抽取共性eat方法
    abstract class Animal {
        abstract void eat();
    }
     
    // 描述狗類，繼承動物類，重寫eat方法，增加lookHome方法
    class Dog extends Animal {
        void eat() {
            System.out.println("啃骨頭");
        }
    
        void lookHome() {
            System.out.println("看家");
        }
    }
    
    // 描述貓類，繼承動物類，重寫eat方法，增加catchMouse方法
    class Cat extends Animal {
        void eat() {
            System.out.println("吃魚");
        }
    
        void catchMouse() {
            System.out.println("抓老鼠");
        }
    }
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Animal a = new Dog(); //多態形式，創建一個狗對象
            a.eat(); // 調用對象中的方法，會執行狗類中的eat方法
            // a.lookHome();//使用Dog類特有的方法，需要向下轉型，不能直接使用
            
            // 為了使用狗類的lookHome方法，需要向下轉型
    // 向下轉型過程中，可能會發生類型轉換的錯誤，即ClassCastException異常
            // 那麽，在轉之前需要做健壯性判斷 
            if( !a instanceof Dog){ // 判斷當前對象是否是Dog類型
                    System.out.println("類型不匹配，不能轉換"); 
                    return; 
            } 
            Dog d = (Dog) a; //向下轉型
            d.lookHome();//調用狗類的lookHome方法
        }
    }
* C 多態總結:
    什麽時候使用向上轉型：
        當不需要面對子類類型時，通過提高擴展性，或者使用父類的功能就能完成相應的操作，這時就可以使用向上轉型。
        如：Animal a = new Dog();
            a.eat();
    什麽時候使用向下轉型
        當要使用子類特有功能時，就需要使用向下轉型。
            如：Dog d = (Dog) a; //向下轉型
                d.lookHome();//調用狗類的lookHome方法
            向下轉型的好處：可以使用子類特有功能。
            弊端是：需要面對具體的子類對象；在向下轉型時容易發生ClassCastException類型轉換異常。在轉換之前必須做類型判斷。
        如：if( !a instanceof Dog){…}

總結

接口：

? 理解為是一個特殊的抽象類，但它不是類，是一個接口

接口的特點：

? 1.定義一個接口用interface關鍵字

? interface Inter{}

? 2.一個類實現一個接口，實現implements關鍵字

? class Demo implements Inter{}

? 3.接口不能直接創建對象

? 通過多態的方式，由子類來創建對象，接口多態

接口中的成員特點：

? 成員變量：

? 只能是final 修飾的常量

? 默認修飾符： public static final

? 構造方法：無

? 成員方法：

? 只能是抽象方法

? 默認修飾符: public abstract

? 類與類，類與接口，接口與接口之間的關系

? 類與類之間：繼承關系，單繼承，可以是多層繼承

? 類與接口之間: 實現關系，單實現，也可以多實現

? 接口與接口之間：繼承關系，單繼承，也可以是多繼承

? Java中的類可以繼承一個父類的同時，實現多個接口

多態：

? 理解為同一種物質的多種形態

多態使用的前提：

? 1.有繼承或者實現關系

? 2.要方法重寫

? 3.父類引用指向子類對象

多態的成員訪問特點：

? 方法的運行看右邊，其他都看左邊

多態的好處：

? 提高了程序的擴展性

多態的弊端：

? 不能訪問子類的特有功能

多態的分類：

//類的多態
abstract class Fu {
    public abstract void method();
}

class Zi extends Fu {
    public void method(){
        System.out.println("重寫父類抽象方法");
    }
}

//類的多態使用
Fu fu= new Zi();

接口的多態：

interface Fu {
   public abstract void method();
}

class Zi implements Fu {
    public void method(){
        System.out.println("重寫接口抽象方法");
    }
}

//接口的多態使用
Fu fu = new Zi();

instanceof 關鍵字：

? 格式： 對象名 instanceof 類名

? 返回值： true, false

? 作用： 判斷指定的對象 是否為 給定類創建的對象

3、接口、多態