java利用接口和抽象类改写求圆的面积和梯形的面积_Java接口和抽象类详解

父类定义了相关子类的共有属性和行为。而接口可以定义类的共同行为(包括非相关的类)。

了解接口前,先来说说抽象类。抽象类介乎于普通类和接口之间,提供部分实现方法以及未实现方法,可以看作为一个半成品。

抽象类

在继承中, 父类是一个通用类,每一个子类都会使类变得越来越明确和具体。如果从子类追溯到父类,类就会变得通用、更加不明确。类的设计应该确保父类包含它的子类的共同特征和行为。有时候,一个父类会设计得非常抽象,导致它没有具体实例,这就是抽象类。

按照类和对象的关系来看:类是对象的抽象,是对象的模板,而抽象类可以理解为对类的抽象,是类的模板。

抽象类不能创建实例。抽象类中可以同时包含抽象方法和普通方法。抽象类的抽象方法的由子类来具体实现。

使用abstract修饰符定义一个类为抽象类:

public abstract classSharp {//采用protected进行修饰,保证能被子类访问。

protected String sharpType; //图形类型

protected String color; //图形颜色

protectedSharp() {}protectedSharp(String sharpType, String color) {this.sharpType =sharpType;this.color =color;

}/**抽象方法*/

//获取图形面积

abstract doublegetArea();//获取图形周长

abstract doublegetPermiter();//提供一个普通方法

@OverridepublicString toString() {return "图形:" + sharpType + " 颜色:" +color;

}

}

public class Circle extendsSharp {private doubleradius;public Circle(doubleradius) {super("圆形", "白色");this.radius =radius;

}public Circle(String sharpType, String color, doubleradius) {super(sharpType, color);this.radius =radius;

}

@Overridepublic doublegetArea() {return radius * radius *Math.PI;

}

@Overridepublic doublegetPermiter() {return 2 * Math.PI *radius;

}

@OverridepublicString toString() {return super.toString() + " 半径:" +radius+ " 面积:" + getArea() + " 周长:" +getPermiter();

}

}

//正方形类

public class Square extendsSharp{private double side;//边长

public Square(doubleside) {super("正方形", "白色");this.side =side;

}public Square(String sharpType, String color, doubleside) {super(sharpType, color);this.side =side;

}

@Overridepublic doublegetArea() {return side *side;

}

@Overridepublic doublegetPermiter() {return side * 4;

}

@OverridepublicString toString() {return super.toString() + " 边长:" +side+ " 面积:" + getArea() + " 周长:" +getPermiter();

}

}

//长方形类

public class Rectangle extendsSharp {private doublelength;private doublewidth;public Rectangle(double length, doublewidth) {super("长方形", "白色");this.length =length;this.width =width;

}public Rectangle(String sharpType, String color, double length, doublewidth) {super(sharpType, color);this.length =length;this.width =width;

}

@Overridepublic doublegetArea() {return length *width;

}

@Overridepublic doublegetPermiter() {return (length + width) * 2;

}

@OverridepublicString toString() {return super.toString() + " 长:" + length + " 宽" +width+ " 面积:" + getArea() + " 周长:" +getPermiter();

}

}

通过案例可以看出,抽象类和普通类差别不大,但抽象类中可以包含抽象方法,但是不允许实例化对象。抽象方法就是:只定义了方法,但没有提供具体实现,即没有方法体。抽象方法必须由子类来实现。包含了抽象方法的类必须声明为抽象类。

这也是为什么不允许实例化抽象类对象,因为调用抽象方法毫无意义。 一般来说,若要定义为抽象类,最好提供抽象方法,不然定义为抽象类无意义。

定义成抽象方法的好处,可以利用多态特性。例如:

public static voidmain(String[] args) {

Sharp cir= new Circle("圆", "红色", 2.5);

Sharp square= new Square(4);

Sharp rec= new Rectangle(2, 5);

test(cir);

test(square);

test(rec);

}//接收Sharpl类型对象参数

public static voidtest(Sharp s) {

System.out.println(s.toString());

}

图形:圆 颜色:红色 半径:2.5 面积:19.634954084936208 周长:15.707963267948966图形:正方形 颜色:白色 边长:4.0 面积:16.0 周长:16.0图形:长方形 颜色:白色 长:2.0 宽5.0 面积:10.0 周长:14.0

以后想要设计一个新的图形类,继承Sharp抽象类即可。执行时,会根据该引用变量的实际类型来决定调用哪一个方法。充分利用了多态来优化代码。

使用抽象类的注意点

抽象方法不能定义在非抽象类中,抽象方法只能由子类来实现。若是子类无法对其实现,则子类也必须定义为抽象类,交由它的子类来实现。

抽象方法不能是静态方法。因为静态方法绑定于某个类,无法被方法重写。所以抽象方法只能是实例的。

父类是非抽象类,是一个具体类。 但子类也可以定义为抽象类。 例如基类Object是具体类,可以实例化。但依然可以创建一个抽象类,隐式继承Object类。

抽象类可以作为一种类型,运用在多态中。即父类引用变量指向子类对象。

抽象类在程序架构设计中的作用很大。通过JavaAPI文档,可以看到定义了很多抽象类,许多具体类都是继承同一个抽象类。其中的典型类就是包装类和IO流相关类。 虽然平常使用时基本用不到抽象类,但是这种设计模式是很值得学习的。可以花时间多看看Java源码,学习其中的类是如何设计的,对提高自身的代码境界真的很有帮助。

接口

接口是一种与类相似的结构,接口中只能包含常量和抽象方法。

接口和抽象类很相似,但它的目的是定义相关或者不相关类的多个对象的共同行为。使用正确的接口,可以指明这些对象能做什么。例如集合类接口Collection,保证实现的集合类必须实现增、删以及获取集合大小等一些功能。

接口作用:提供统一的协议,体现一种规范,只要实现某个接口,则必须实现接口的所有方法。接口的方法不提供具体实现,由实现类来提供具体实现。

定义接口的方式

修饰符interface接口名{//常量声明//抽象方法

}

public interfaceLetter {int MAX = 26; //常量//接口的方法

voidsetUpperCase();intgetInteger();

}

接口中所有数据域都是public static final ,所有方法都是public abstract。所以定义常量和抽象方法时,可以忽略这些修饰符。接口会默认为常量和抽象方法加上修饰符。

接口可以看作一种特殊类,和常规类一样,每个接口都会编译成单独的字节码文件。使用接口与使用抽象类差不多,只不过接口更加抽象。接口是一种特殊类,可作为引用变量类型,指向接口实现类对象。即父类型变量指向子类型对象。

接口和抽象类一样不允许实例化对象。实现某个接口和继承方式差不多,只不过采用implements关键字。接口继承和类继承本质上都是继承,但接口允许多继承,多个接口之间用逗号分开。

public class C implementsAImpl, BImpl{

@Overridepublic voidgetB() {//需要对其实现

}

@Overridepublic voidgetA() {//需要对其实现

}

}

C类实现多个接口,则C类同时是AImpl和BImpl接口的实例。前面说过接口也是一种类类型,可以用父类型引用变量指向子类对象。例如:

AImpl a = newC();

BImpl b= new C();

编译时,匹配的方法是由声明类型决定的,a引用变量只能匹配AImpl接口的方法,b引用变量只能匹配BImpl接口的方法。无法同时匹配实现的方法。

除了自定义接口外,了解一下Java中经常用到的接口。Comparable、Cloneable、Serializable以及Runnable。

Comparable接口

Comparable接口中定义了一个compareTo()方法,用于比较对象。有时候,我们需要对同一类型的对象进行比较,如果是自定义类,则无须专门提供一个比较同对象方法,实现Comparable接口即可。Comparable接口是泛型接口,可以很方便接收任意类型。

public interface Comparable{public intcompareTo(T o);

}

compareTo()方法用于判断当前对象相较于给定对象o的顺序,当前对象小于、等于或大于给定对象时,分别返回负整数、0和正整数。

Java的许多常用类都已经实现了该接口。例如String、Date和Calendar等等。若是自定义类想比较同类型对象时,可实现该接口,根据类中的属性来制定一套比较规则。

Date d1 = newDate();

Thread.sleep(50); //延迟一下,不然看不出日期比较效果

Date d2 = newDate();

System.out.println("a".compareTo("c") ); //-2

System.out.println(d1.compareTo(d2)); //-1

数字可以直接比较数值。但通过实现Comparable接口,就可以对对象按照某种规则进行排序。例如求一个学生对象的综合排名,通过综合多方面因素来制定一套比较规则,就可以对大量学生对象进行排序。

Cloneable接口

Cloneable接口给出一个可克隆的对象。有时候经常会出现需要创建一个拷贝对象的情况,通过实现Cloneable接口,就能允许使用Object的clone()方法来完成拷贝。

Cloneable接口是一个比较特殊的接口,它的内部是空的,不存在常量以及抽象方法。它的作用就是标注实现类是可克隆的。【Java有些类已实现Cloneable接口,能直接使用clone()方法】

Date date = newDate();

Date d1=date;

Date d2=(Date) date.clone();

System.out.println(d1== date); //true

System.out.println(d2 == date); //false

System.out.println(date.equals(d2)); //比较日期内容,两者相同

使用clone()的好处就是拥有同样的内容,但并非同个对象。 尤其是像数组元素很多时,直接采用clone()来拷贝一份,可以方便很多。

Serializable接口

Serializable接口也是一个标注接口,用于标注实现类能被序列化。

Runnable接口

Runnable接口是Java中实现多线程常用的方式之一,实现Runnnable接口来定义一个线程类对象。

接口与抽象类的归纳总结

接口只能定义常量(即public static final),定义时可忽略修饰符。 而抽象类可以定义实例变量、静态变量以及常量。

接口中没有构造方法,无法使用new操作符实例化。 抽象类可以有构造方法,但只能是通过子类通过构造方法链来调用,同样无法使用new操作符实例化。

接口中只能定义公共抽象方法(即public abstract),定义时可忽略修饰符。而抽象类则定义普通方法、静态方法以及抽象方法。

一个类可以实现多个接口,即多重继承。但一个类只能继承一个抽象类,受单一继承限制。

另外,接口可以实现其他接口,但用得很少,无多大意义。 Java8允许接口中有一个默认方法,也就是一个具体实现的方法。关于默认方法的使用,请自行查阅相关资料。

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