Java语言程序设计.pptx

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1、语言程序设计语言程序设计刘炯刘炯西安电子科技大学西安电子科技大学 通信工程学院通信工程学院2第十章第十章 抽象类和接口抽象类和接口n学习目标学习目标l设计并使用抽象类设计并使用抽象类l声明接口来模拟弱继承关系声明接口来模拟弱继承关系l使用使用Comparable接口定义自然顺序接口定义自然顺序l了解抽象类与接口的异和同了解抽象类与接口的异和同l声明自定义接口声明自定义接口3abstract 修饰符修饰符nabstract（抽象）类（抽象）类l不可以被实例化不可以被实例化l只能在子类被扩展和具体实现只能在子类被扩展和具体实现nabstract（抽象）方法（抽象）方法l没有具体实现，只有方法头定义

2、没有具体实现，只有方法头定义4回顾第回顾第 9 章章Shape+Shape()+getColor():String+setColor(c:String):void-color:String-filled:booleanCircle+Circle()+Circle(newRadius:double)+getRadius():double+setRadius(newRadius:double):void+getArea():double-radius:doubleRectangle+Rectangle()+Rectangle(w:double,h:double)+getWidth():double

3、+setWidth(w:double):void+getHeight():double+setHeight(h:double):void+getArea():double-width:double-height:double这个符号表示继承关系这个符号表示继承关系父类父类子类子类子类子类5Shape#Shape()+getColor():String+setColor(c:String):void+getArea():double-color:String-filled:booleanCircle+Circle()+Circle(newRadius:double)+getRadius():do

4、uble+setRadius(newRadius:double):void-radius:doubleRectangle+Rectangle()+Rectangle(w:double,h:double)+getWidth():double+setWidth(w:double):void+getHeight():double+setHeight(h:double):void-width:double-height:double抽象类抽象类父类父类子类子类子类子类抽象方法抽象方法#表示表示protected修饰符修饰符斜体表示抽象类斜体表示抽象类/抽象方法抽象方法6abstract public

5、class Shape private String color;private boolean filled;public java.util.Date createDate;public Shape()public String getColor()return color;public void setColor(String c)color=c;abstract public double getArea();public class Circle extends Shape private double radius;public Circle()public Circle(doub

6、le newRadius)radius=newRadius;public double getRadius()return radius;public void setRadius(double radius)this.radius=radius;public double getArea()return Math.PI*radius*radius;用用abstract关键字表示抽象类关键字表示抽象类用用abstract关键字表示抽象方法关键字表示抽象方法抽象方法没有方法体抽象方法没有方法体父类抽象方法的实现父类抽象方法的实现7public class Rectangle extends Sh

7、ape private double width;private double height;public Rectangle()public Rectangle(double w,double h)width=w;height=h;public double getWidth()return width;public void setWidth(double w)this.width=w;public double getHeight()return height;public void setHeight(double h)this.height=h;public double getAr

8、ea()return width*height;用用extends关键字表示继承关键字表示继承父类抽象方法的实现父类抽象方法的实现8注注 意意n非抽象类不能包含抽象方法非抽象类不能包含抽象方法n如果一个抽象父类的子类不能实现所有的抽象方如果一个抽象父类的子类不能实现所有的抽象方法，它必须声明为抽象的法，它必须声明为抽象的n换句话说，在一个由抽象类扩展出来的非抽象类换句话说，在一个由抽象类扩展出来的非抽象类中，所有的抽象方法都必须实现，即使这个子类中，所有的抽象方法都必须实现，即使这个子类不使用它们。不使用它们。n抽象类不能用抽象类不能用new运算符实例化，但仍然可以定运算符实例化，但仍然可以定

9、义它的构造方法，这种构造方法将在它子类的构义它的构造方法，这种构造方法将在它子类的构造方法中被调用。造方法中被调用。l例如，例如，Shape的构造方法在的构造方法在Circle类和类和Rectangle类中被类中被调用。调用。9注意注意n包含抽象方法的类必须是抽象的，但是，允许声包含抽象方法的类必须是抽象的，但是，允许声明没有抽象方法的抽象类。这种情况下，不能使明没有抽象方法的抽象类。这种情况下，不能使用用new操作符创建类的实例，这种类用于定义新操作符创建类的实例，这种类用于定义新子类。子类。n子类可以声明为抽象的，即使它的父类是具体的。子类可以声明为抽象的，即使它的父类是具体的。l例如，例

10、如，Object类是具体的，但是它的子类，如类是具体的，但是它的子类，如Shape，可以是抽象的可以是抽象的10注意注意n子类可以覆盖它父类的方法，并将其声明为子类可以覆盖它父类的方法，并将其声明为 abstract的。的。n这种方法非常少用，但是当父类中方法的实现在这种方法非常少用，但是当父类中方法的实现在子类中无效时，这种方法就有用了。子类中无效时，这种方法就有用了。n这种情况下，子类必须声明为抽象的。这种情况下，子类必须声明为抽象的。11注意注意n不能用不能用new运算符创建抽象类的实例，但是，抽运算符创建抽象类的实例，但是，抽象类可以用作数据类型。象类可以用作数据类型。n因此，下面的语

11、句是正确的，它创建了一个元素因此，下面的语句是正确的，它创建了一个元素是是Shape类型的数组：类型的数组：Shape shapes=new Shape10;12举例举例public class TestShape public static void main(String args)Shape shape1=new Circle(5);Shape shape2=new Rectangle(5,3);System.out.println(The two objects have the same area?+isAreaEquals(shape1,shape2);displayArea(sh

12、ape1);displayArea(shape2);public static boolean isAreaEquals(Shape object1,Shape object2)return object1.getArea()=object2.getArea();public static void displayArea(Shape object)System.out.println();System.out.println(The area is +object.getArea();13接口接口n接口（接口（interface）是一种与类相似的结构，只包）是一种与类相似的结构，只包含常量和

13、抽象方法。接口在许多方面与抽象类相含常量和抽象方法。接口在许多方面与抽象类相近，但是抽象类除了包含常量和抽象方法外，还近，但是抽象类除了包含常量和抽象方法外，还可以包含变量和具体方法可以包含变量和具体方法n为了区分接口和类，为了区分接口和类，Java采用下述语法声明接口：采用下述语法声明接口：public interface InterfaceName constant declarations;method signatures;14接口是一种特殊的类接口是一种特殊的类n在在Java中，接口被认为是特殊的类。就像通常的中，接口被认为是特殊的类。就像通常的类一样，每个接口编译为独立的字节码文件

14、。类一样，每个接口编译为独立的字节码文件。n与抽象类相似，不能使用与抽象类相似，不能使用new操作符创建一个接操作符创建一个接口的实例，但是大多数情况下，使用接口或多或口的实例，但是大多数情况下，使用接口或多或少有点像使用抽象类。少有点像使用抽象类。n例如，可以使用接口作为变量的数据类型或类型例如，可以使用接口作为变量的数据类型或类型转换的结果，等等。转换的结果，等等。15定义接口定义接口n假设要设计一个求两个对象较大者的一般方法，对象可以假设要设计一个求两个对象较大者的一般方法，对象可以是学生、圆或矩形。是学生、圆或矩形。n因为不同类型对象的比较方法不同，需要定义一个一般方因为不同类型对象的

15、比较方法不同，需要定义一个一般方法来判断两个对象的大小顺序，然后调整这个方法来比较法来判断两个对象的大小顺序，然后调整这个方法来比较学生、圆或矩形。学生、圆或矩形。n例如，可以用学生的例如，可以用学生的ID号作为比较学生的键值，半径作为号作为比较学生的键值，半径作为比较圆的键值，面积作为比较矩形的键值。比较圆的键值，面积作为比较矩形的键值。n可以用接口定义一个一般方法可以用接口定义一个一般方法compareTo，如下所示：，如下所示：package java.lang;public interface Comparable /比较规则：比较规则：/如果本对象大于输入参数如果本对象大于输入参数

16、o，则返回，则返回1，小于则返回，小于则返回-1，相等返回，相等返回0；public int compareTo(Object o);16声明类以实现声明类以实现Comparable接口接口ShapeRectangleComparableRectangle+compareTo(o:Object):int;抽象类抽象类接口接口17nComparableRectangle 类类public class ComparableRectangle extends Rectangle implements Comparable public ComparableRectangle(double width

17、,double height)super(width,height);/规则：如果本对象的面积大于规则：如果本对象的面积大于o的面积，返回的面积，返回1，小于则返回，小于则返回-1，等于则返回，等于则返回0 public int compareTo(Object o)if(!(o instanceof ComparableRectangle)return-1;if(getArea()(ComparableRectangle)o).getArea()return 1;else if(getArea()0)return a;else return b;public static void main

18、(String args)ComparableRectangle cr1=new ComparableRectangle(3,4);ComparableRectangle cr2=new ComparableRectangle(4,5);ComparableRectangle maxCr=(ComparableRectangle)Max.max(cr1,cr2);System.out.println(Max rectangles area is:+maxCr.getArea();19接口和抽象类接口和抽象类n在接口里，数据必须是常量；抽象类可以有多种在接口里，数据必须是常量；抽象类可以有多种类

19、型的数据。类型的数据。n接口中每个方法都只有方法头没有具体实现；抽接口中每个方法都只有方法头没有具体实现；抽象类可以有具体方法。象类可以有具体方法。变量构造方法方法抽象类无限制子类通过构造方法链调用构造方法，抽象类不能用new操作符实例化。无限制 接口所有的变量必须是public static final，即常量没有构造方法，接口不能使用new操作符实例化。所有的方法必须是public abstract实例方法20n在接口中，所有的数据域都是在接口中，所有的数据域都是public final static的，所有的方法都是的，所有的方法都是public abstract的。由于这的。由于这个原

20、因，这些修饰符可以忽略，如下所示：个原因，这些修饰符可以忽略，如下所示：n接口中定义的常量能用下面的方式访问：接口名接口名.常量名常量名,例如，Person.handNumberpublic interface Person public static final int handNumber=2;public abstract void sleep();public interface Person int handNumber=2;void sleep();等效于等效于21n所有的类共享同一个根：所有的类共享同一个根：Object类，但接口没有类，但接口没有共同的根。共同的根。n与类相似，

21、接口也可以定义一个类型。一个接口与类相似，接口也可以定义一个类型。一个接口类型的变量可以引用任何实现该接口的类的实例。类型的变量可以引用任何实现该接口的类的实例。n如果一个类扩展了一个接口，这个接口就类似于如果一个类扩展了一个接口，这个接口就类似于该类的一个父类。该类的一个父类。n可以将接口当作一个数据类型使用，能够将接口可以将接口当作一个数据类型使用，能够将接口类型的变量转换到它的子类，反过来也可以。类型的变量转换到它的子类，反过来也可以。22假设假设c是图中是图中Class2的一个实例，的一个实例，那么那么c也是也是Object、Class1、Interface1、Interface1_1

22、、Interface1_2、Interface2_1和和Interface2_2的实例。的实例。23警告：接口冲突警告：接口冲突n当一个类实现有冲突信息的两个接口时，会引起当一个类实现有冲突信息的两个接口时，会引起错误。（例如，两个相同的常量有不同的值，两错误。（例如，两个相同的常量有不同的值，两个方法有相同的头标志，但返回类型不同）。这个方法有相同的头标志，但返回类型不同）。这种类型的错误由编译器检测。种类型的错误由编译器检测。public interface Person public static final int handNumber=2;public abstract void s

23、leep();public interface Thief public static final int handNumber=3;public abstract void sleep();public class ZhangSan implements Person,Thief24使用接口还是使用类呢？使用接口还是使用类呢？n抽象类和接口都可以用于模拟共同特征。在什么情况下应抽象类和接口都可以用于模拟共同特征。在什么情况下应该使用接口，什么情况下应该使用类呢？该使用接口，什么情况下应该使用类呢？n一般来说，强一般来说，强是是关系（关系（strong is-a relationship）明显

24、）明显地描述了父子关系应该用类模拟。地描述了父子关系应该用类模拟。l例如，学生是一个人，所以学生和人的关系应该用类模拟。例如，学生是一个人，所以学生和人的关系应该用类模拟。n弱弱是是关系（关系（weak is-a relationship），也称为类属关），也称为类属关系（系（is-kind-of relationship），是指对象拥有某种属性。），是指对象拥有某种属性。弱是关系可以用接口来模拟。弱是关系可以用接口来模拟。l例如，所有的字符串都是可比较的，所以例如，所有的字符串都是可比较的，所以String类应该实现类应该实现Comparable接口。接口。n如果需要多重继承，也可以使用接口

25、避开单重继承的限制。如果需要多重继承，也可以使用接口避开单重继承的限制。在多重继承情况下，只能将一个类设计为父类，其他的设在多重继承情况下，只能将一个类设计为父类，其他的设计为接口。计为接口。25举例：创建自定义接口举例：创建自定义接口public interface Edible public String howToEat();class Animal class Chicken extends Animal implements Edible public String howToEat()return Fry it;class Tiger extends Animal abstract

26、 class Fruit implements Edible class Apple extends Fruit public String howToEat()return Make apple cider;class Orange extends Fruit public String howToEat()return Make orange juice;26public class Chicken extends Animal implements Edible,Comparable int weight;public Chicken()public Chicken(int weight

27、)this.weight=weight;public String howToEat()return Fry it;public int compareTo(Object o)return weight-(Chicken)o).weight;public class TestEdible public static void main(String args)Object objects=new Tiger(),new Chicken(),new Apple();for(int i=0;i objects.length;i+)showObject(objectsi);public static void showObject(Object object)if(object instanceof Edible)System.out.println(Edible)object).howToEat();