Java之美[从菜鸟到高手演变]之类与对象(二)

原文链接：http://blog.csdn.net/zhangerqing/article/details/8298603

类与对象之抽象类、接口、内部类
作者：egg

微博:http://weibo.com/xtfggef

出处:http://blog.csdn.net/zhangerqing

抽象类与接口：

这两个概念总是被放在一起讨论，因为他们有很多相似的地方，可以说接口本身就是完全抽象的，它要比抽象类更加“抽象”，为什么这么说？抽象类是一种类，里面除了有抽象方法外，还可以有具体的方法，而接口里面必须都是抽象的方法（有时可以在接口里定义类，后面会讲），尽管有时并没有显示的用abstract关键字声明。此处我们提到抽象方法，在Java中，凡是声明为形如：abstract void function()的方法，都是抽象方法，包含抽象方法的类就是抽象类，可以这么总结：抽象类中是可以没有抽象方法的；有抽象方法的类必须是抽象类；抽象类不一定有实体方法。

[java]
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public class B extends A {  
  
    @Override  
    void a() {  
        System.out.println();  
    }  
  
}  
abstract class A {  
  
    abstract void a();  
    void b(){  
          
    }  
}  

当我们继承抽象类时，必须重写其抽象方法。因为上述原因，所以抽象类不能被声明为final类型的，因为加final关键字的类保证不能被继承，因此为抽象类加final关键字，这个类就没法用了。抽象类只能被继承，不能被实例化！
声明为interface的类为接口，比抽象类更加抽象的一种机制。在接口中，我们不能提供任何实现，所有方法必须都是抽象的，可以不加abstract关键字，但是编译器对于接口中的方法，都是直接按抽象方法处理的。我们通过implements来实现某个接口。当我们实现某个接口时，必须重写其所有方法。

Java多继承

之前我们知道，采用interface为我们提供了一种将抽象与实现分离的结构化的方法，但是interface的作用远不止此，在Java中接口解决了一个非常重要的问题：多继承。在C++中，实现多重继承是比较简单的事儿，但是Java继承机制不允许多重继承，所以如果想要整合不同类的功能，就需要使用接口，我们来看个例子：

[java]
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interface CanFight {void fight();}  
interface CanFly {void fly();}  
interface CanSwim {void swim();}  
class ActionCharacter {public void fight(){}}  
class Hero extends ActionCharacter implements CanFight, CanFly, CanSwim {  
  
    @Override  
    public void swim() {}  
  
    @Override  
    public void fly() { }  
  
}  
public class Adventure {  
      
    public static void t(CanFight x){x.fight();}  
      
    public static void u(CanSwim x){x.swim();}  
      
    public static void v(CanFly x){x.fly();}  
      
    public static void w(ActionCharacter x){x.fight();}  
      
    public static void main(String[] args) {  
        Hero h = new Hero();  
        t(h);  
        u(h);  
        v(h);  
        w(h);  
    }  
}  

我们可以看到：

1、Hero类中拥有了所有类的功能。

2、Hero可以和它实现的这些接口进行相互转换，当我们将hero对象做参数，传入Adventure类的各个方法时，Hero类向上转型了。（此处我们得出了一句话：在Java中，接口可以和实现了该接口的类相互转换）。讲到此处，我想总结下使用接口的好处：

1、接口可以实现向上转型，多个具有共同属性的类可以将它们的共同点提取出来，做成抽象，这样层次分明，统一管理。

2、接口不具有任何实现，最适合做基类。

总结一下抽象类与接口的区别和联系：

a)  抽象类是类，可以有实体方法。

b)  抽象类不能实现多继承，而接口可以。

c)  如果需要创建不带任何方法定义和成员变量的基类，则使用接口，如果类中需要有部分具体的实现，则使用抽象类。

d)  如果事先想要将某类设计为一个基类，那么首选接口。（注意c和d是接口的使用场景）

接口可以通过继承(extends)接口，来拓展功能。接口中的域默认是final、static的，我们可以通过类名来直接引用。
内部类
创建：内部类的意思就是将类的定义放在另一个类的内部。有时合理的内部类使用会使代码更加简洁，令程序更加巧妙。而且作为外部类的成员，内部类可以访问外部类私有的成员变量。我们先来看看内部类的创建，分这么几种情况：

1、在外部类的非静态方法中创建内部类的实例。

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    class A{  
        int a = 10;  
        void b(){  
            System.out.println("this is A.b()!");  
        }  
    }  
      
    void build(){  
        A a = new A();  
        a.b();  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        InnerClass ic = new InnerClass();  
        ic.build();  
    }  
}  

2、在外部类的静态方法中创建内部类的实例。

当在外部类的静态方法中创建内部类时，当内部类是静态的：

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    static class A{  
        int a = 10;  
        void b(){  
            System.out.println("this is A.b()!");  
        }  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        InnerClass.build();  
    }  
      
    static void build(){  
        A a = new A();  
        a.b();  
    }  
}  

当内部类是非静态的：

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    class A{  
        int a = 10;  
        void b(){  
            System.out.println("this is A.b()!");  
        }  
    }  
      
    public static void main(String[] args) {  
        InnerClass ic = new InnerClass();  
        InnerClass.A aa = ic.new A();  
        aa.b();  
    }  
}  

3、在内部类的非静态方法中创建外部类的实例。（使用外部类.this来创建外部类的实例）

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    class A{  
        int a = 10;  
        void build(){  
            InnerClass ic = InnerClass.this;  
            ic.a();  
        }  
    }  
      
    void a(){  
        System.out.println("this is InnerClass.a()!");  
    }  
}  

4、在内部类的静态方法中创建外部类的实例。（直接通过new来创建）

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    static class A{  
        int a = 10;  
        static void build(){  
            InnerClass ic = new InnerClass();  
            ic.a();  
        }  
    }  
      
    void a(){  
        System.out.println("this is InnerClass.a()!");  
    }  
}  

5、在其它类中创建内部类实例。（重点）

[java]
view plaincopy

public class InnerClass {  
    class A{  
        void a(){  
            System.out.println("this is A.a()!");  
        }  
    }  
    static class C{  
        void c(){  
            System.out.println("this is C.c()!");  
        }  
    }  
}  
class B{  
    public static void main(String[] args){  
        /*创建非静态内部类*/  
        InnerClass ic = new InnerClass();  
        A a = ic.new A();  
        a.a();  
          
        /*创建静态内部类*/  
        C c = new C();  
        c.c();  
    }  
}  

来看个深层嵌套的：

[java]
view plaincopy

public class ABC {  
    void a() {  
        System.out.println("this is A.a()!");  
    }  
  
    class B {  
        void b() {  
            System.out.println("this is B.b()!");  
        }  
  
        class C {  
            void c() {  
                a();  
                b();  
                System.out.println("this is C.c()!");  
            }  
        }  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        ABC abc = new ABC();  
        ABC.B b = abc.new B();  
        ABC.B.C c = b.new C();  
        c.c();  
    }  
}  

感觉越来越有意思了！此处最重要的就是这个”.new”操作符。同时，在类C内部调用a()和b()都很轻松，就说明内部类就相当于一个普通的变量，哪怕是private权限的，也一样，直接调用，因为它们在同一个类中。匿名内部类的创建：

[java]
view plaincopy

interface A {  
    void a();  
}  
  
public class InnerClass_NoName {  
  
    public A test() {  
        return new A() {  
            public void a() {  
                System.out.println("");  
            }  
        };  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        InnerClass_NoName icn = new InnerClass_NoName();  
        A a = icn.test();  
        a.a();  
    }  
}  

典型的情况是，内部类继承自某个类或实现某个接口，内部类的代码操作创建其的外围类的对象。所以你可以认为内部类提供了某种进入其外围类的窗口。使用内部类最吸引人的原因是：每个内部类都能独立地继承自一个（接口的）实现，所以无论外围类是否已经继承了某个（接口的）实现，对于内部类都没有影响。如果没有内部类提供的可以继承多个具体的或抽象的类的能力，一些设计与编程问题就很难解决。从这个角度看，内部类使得多重继承的解决方案变得完整。接口解决了部分问题，而内部类有效地实现了“多重继承”。一般情况，内部类不宜过长，否则就会显得头重脚轻。

使用匿名内部类应该注意：

a)        匿名内部类不能有构造方法
b)        匿名内部类不能定义任何静态成员、方法和类。
c)         匿名内部类不能是public,protected,private,static。
d)        只能创建匿名内部类的一个实例。
e)        一个匿名内部类一定是在new的后面，用其隐含实现一个接口或实现一个类。
f)         因匿名内部类为局部内部类，所以局部内部类的所有限制都对其生效。
嵌套类：
普通的内部类持有外围类的一个引用，所以可以与外部类保持联系，而当我们需要嵌套类的时候，我们需要使用static关键字，这样内部类就断开了和外部类的联系，不能从内部类的对象中访问非静态的外部类。

[java]
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public class InnerClass {  
      
    static class A{  
        static int a = 10;  
        static void a(){  
            System.out.println("this is A.a()!");  
        }  
    }  
}  

接口内部的类：

[java]
view plaincopy

public interface Interface_Class {  
    void say();  
    class IC implements Interface_Class{  
        @Override  
        public void say() {  
            System.out.println("hello");  
        }  
        public static void main(String[] args) {  
            new IC().say();  
        }  
    }  
}  

适合于创建公共代码，供所有实现了该接口的类使用。

内部类的继承，我们说过，内部类持有对外部类的引用，所以，在继承的时候，我们需要初始化这个“隐藏”着的引用，请看下面的代码：

[java]
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class AAA {  
    class BBB {  
  
    }  
}  
  
public class InnerClass_Extends extends AAA.BBB {  
    public InnerClass_Extends(AAA aaa) {  
        aaa.super();  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        AAA aaa = new AAA();  
        InnerClass_Extends ice = new InnerClass_Extends(aaa);  
    }  
}  

最后，我们总结下使用内部类的原因：每个内部类都能独立继承自一个接口的实现，和外部类没有任何关系（不论外部类是否实现了该接口）。

说的再简单一点就是，内部类是Java多继承机制的完美补充，为什么这样说？我们说过，实现多继承靠的是接口，光从类的角度说是没有多继承一说的。但是，如果现在非得用抽象类实现多继承，很明显是不可能的，此处就必须使用内部类。举个例子：

[java]
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class AA{  
      
}  
abstract class BB{  
      
}  
class CC extends AA{  
    BB makeB(){  
        return new BB(){  
              
        };  
    }  
}  
public class Multi_Extends {  
      
    static void takesA(AA a){}  
    static void takesB(BB b){}  
      
    public static void main(String[] args) {  
        CC c = new CC();  
        takesA(c);  
        takesB(c.makeB());  
    }  
  
}  

这样就实现了继承内部类。
本章即将告一段落，欢迎大家积极补充，并对文章的遗漏、疏忽之处提出建议！下一章，笔者将主要介绍下类的继承机制，欢迎读者朋友们继续阅读、学习！