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day11_多态&抽象类&接口

wszsmq 2023-04-16 原文

1、多态

1.1 多态的概述（记忆）

  • 什么是多态

    同一对象，在不同时刻表现出来的不同形态。

  • 多态的前提
    • 有继承/实现关系
    • 有方法重写
    • 有父类对象的引用执行子类对象

1.2 多态中的成员访问特点（记忆）

  • 成员访问特点
    • 成员变量：编程看父类，运行看父类
    • 成员方法：编译看父类，运行看子类
  • 代码演示
public class Animal {
    public int age = 40;

    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class Animal {
    public int age = 40;

    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //父类对象引用指向子类
        Animal a = new Cat();

        //调用成员变量：编译看父类，运行看父类
        System.out.println(a.age);
        //调用成员方法：编译看父类，运行看子类
        a.eat();

    }
}

1.3 多态的好处和弊端（记忆）

  • 好处

    提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作。

  • 弊端

    不能使用子类特有的成员

1.4 多态中的转型（应用）

  • 向上转型

    父类对象的引用指向子类对象就是向上转型。

  • 向下转型

    格式：子类型 对象名 = （子类型）父类引用;

  • 代码演示
public class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class Cat extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame(){
        System.out.println("猫捉秘藏");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //多态
        //1.向上转型
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        //不能访问子类对象特有的方法
        //a.playGame();

        //向下转型
        Cat c = (Cat) a;
        c.eat();
        c.playGame();
    }
}

1.5 多态的案例（应用）

  • 案例需求

     请采用多态的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试

  • 代码实现
public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class Dog extends Animal{
    public Dog() {
    }

    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public void eat(){
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃老鼠");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用无参构造方法
        Animal a1 = new Cat();
        a1.setAge(5);
        a1.setName("加菲");
        System.out.println(a1.getName()+","+ a1.getAge());
        a1.eat();

        //使用带参的构造方法
        a1 =  new Cat("波斯",6);
        System.out.println(a1.getName()+","+ a1.getAge());
        a1.eat();
    }
}

2、抽象类

2.1 抽象类的概述（理解）

  当我们在做子类共性抽取时，有些方法在父类中并没有具体的体现，这个时候就需要抽象类了！

  抽象方法：没有方法体的方法应该定义为抽象方法

  抽象类：由抽象方法的类必须定义为抽象类

2.2 抽象类的特点（记忆）

  • 抽象类和抽象方法必须使用abstract关键字修饰
//抽象类的定义
public abstract class 类名 {}
//抽象方法的定义
public abstract void eat();
  • 抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
  • 抽象类不能实例化

    抽象类不能实例化，但可通过子类对象实例化，编写方式参照多态，这叫抽象类多态。

  • 抽象类的子类

    要么重写抽象类中的所有抽象方法

    要么还是抽象类

2.3 抽象类的成员特点（记忆）

  • 成员的特点
    • 成员变量
      • 既可以时变量
      • 也可以是常量
    • 成员方法
      • 即可以是抽象方法
      • 可以是普通方法
    • 构造方法
      • 即可以有空参构造
      • 也可以有有参构造
  • 代码演示
public abstract class Animal {
    private int age =20;
    private final String city = "北京";

    public Animal() {
    }

    public Animal(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getCity() {
        return city;
    }

    public void show(){
        age = 40;
        System.out.println(age);
        //city = "上海";//不能给最终变量city赋值
        System.out.println(city);
    }

    public abstract void eat();
}

public class Cat extends Animal{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        a.show();
    }
}

2.4 抽象类的案例（应用）

  • 案例需求

    请采用抽象类的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试

  • 代码实现
public abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();

}

public class Cat extends Animal {

    public Cat() {
    }

    public Cat(String name,int age){
        super(name,age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("够吃骨头");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.setAge(5);
        a.setName("加菲");

        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();


        a = new Cat("波斯",6);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();
    }
}

 

 

3、接口

3.1 接口的概述（理解）

  接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，大家都可以通用。

  Java中的接口更多的体现在对行为的抽象！

3.2 接口的特点（记忆）

  • 接口用关键字interface修饰

    public interface 接口名 { }

  • 类实现接口用implements表示

    public clas 类名 implements 接口名 { }

  • 接口不能实例化

    参照多态的方式，通过实现类对象实例化，这叫接口多态。

    多态的形式：具体类多态、抽象类多态、接口多态

  • 接口的子类

    要么重写接口中所有方法

    要么子类也是抽象类

3.3 接口的成员特点（记忆）

  • 成员特点
    • 成员特点

        只能是常量，默认修饰符：public static final

    • 构造方法

        没有，应为接口不能被实例化，所以没有具体存在

    • 成员方法

        只能是抽象方法，默认修饰符：public abstract

  • 代码演示
public interface Inter {
    int num = 10;//public static final int num = 10;

    void method();//public abstract void method();
    void show();//public abstract void show();

}

public class InterImpl implements Inter{
    public InterImpl() {
    }

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

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

    public static void main(String[] args) {
        Inter i = new InterImpl();
        System.out.println(Inter.num);//10
    }
}

3.4 接口的案例（应用）

  • 案例需求

     对猫和狗进行训练，他们就可以跳高了，这里加入跳高功能。
    请采用抽象类和接口来实现猫狗案例，并在测试类中进行测试。

  • 代码实现
public abstract class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

public interface Jumpping {
    void jump();
}

public class Cat extends Animal implements Jumpping{
    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    @Override
    public void jump() {
        System.out.println("猫可以调高");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Jumpping j = new Cat();
        j.jump();

        Animal a = new Cat();
        a.setAge(5);
        a.setName("加菲");
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();

        a = new Cat("波斯",6);
        System.out.println(a.getName()+","+a.getAge());
        a.eat();


    }
}

3.5 类和接口的关系（记忆）

  • 类与类的关系

    继承关系，只能单继承，但是可以多层继承

  • 类与接口的关系

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

3.6 抽象类与接口的区别（记忆）

  • 成员区别
    • 抽象类

        变量、常量；有构造方法；也有非抽象方法

    • 接口

        常量，抽象方法

  • 关系区别
    • 类与类：继承、单继承
    • 类与接口：实现，可以单实现，也可以多实现
    • 接口与接口：继承，单继承，多继承
  • 设计理念区别
    • 抽象类

        对类的抽象，包括属性、行为

    • 接口

        对行为的抽象

4、综合案例

4.1 案例需求（理解）

  我们现在有乒乓球运动员和篮球运动员，乒乓球教练和篮球教练。
  为了出国交流，跟乒乓球相关的人员都需要学习英语。
  请用所学知识分析，这个案例中有哪些具体类，哪些抽象类，哪些接口，并用代码实现。

4.2 代码实现（应用）

//抽象人类
public abstract class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

//抽象教练
public abstract class Coach extends Person{
    public Coach() {
    }

    public Coach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void teach();
}

//抽象运动员
public abstract class Player extends Person {
    public Player() {
    }

    public Player(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void study();
}

//学英语接口
public interface SpeakEnglish {
    public abstract void speak();
}

//篮球教练
public class BasketballCoach extends Coach{
    public BasketballCoach() {
    }

    public BasketballCoach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("篮球教练教如何运球和投篮");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球教练吃羊奶，喝羊奶");
    }
}

//篮球运动员
public class BasketballPlayer extends Player{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球运动员学习如何运球和投球");
    }
    
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("篮球运动员学习如何运球和投蓝");
    }
}

//兵乓球教练
public class PingBangCoach extends Coach implements SpeakEnglish{
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("兵乓求教练教如何发球和接球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("兵乓球教练吃小白菜，和大米粥");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("兵乓球教练说英语");
    }
}

//兵乓球运动员
public class PingBangPlayer extends Player implements SpeakEnglish{
    public PingBangPlayer() {
    }

    public PingBangPlayer(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("兵乓球运动员学习如何发球和接球");
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("兵乓球运动员吃大白菜，喝小米粥");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("兵乓球运动员说英语");
    }
}

 

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