Java笔记（四） 接口与多态

Java中的接口在语法上有些类是于抽象类，主要作用是帮助实现类的多重继承功能。

多态性是面向对象程序设计语言的重要特性之一。

1.接口

接口可以想象成为一个“纯”抽象类。接口也包含了数据成员，但他们都是默认为static、final的，接口只提供一种形式，并不提供实施的细节。

（1）接口的作用及语法

a.接口的作用

Java的接口也是面向对象的一个重要机制，他的引进是为了实现多继承，同时免除C++中的多继承那样的复杂。

接口类的变量可以用来代表任何实现了该接口的类的对象，这就相当于把类根据其实现的功能来分别代表，而不必顾虑它所在类的继承层次。

接口还可以用来实现不同类之间的常量共享。

人们常常使用接口来建立类和类之间的”协议”。

接口与抽象类都是声明多个类的共同属性，与抽象类不同的是：接口允许在看起来不相干的类之间定义共同行为。

b.接口的语法

关键字：interface

java接口中只声明类中方法的原型，而没有直接定义方法的内容。

格式： [接口修饰符] interface 接口名称 [<\Type{,Type}>] [extend 父类名]{}

接口与一般类一样，本身也具有数据成员与方法，但数据成员一定要赋予初值，且此值将不能再更改，而方法必须是“抽象方法”。接口在声明时也可以声明是泛型接口，其格式是在接口名称后加上“<>”。

在接口的声明中，Java允许省略声明数据成员的final关键字，方法的public及abstract关键字。

（2）实现接口

接口的使用:必须利用接口的特性来构造新的类，然后再用它来创建对象，利用接口构造类的过程，称为接口的实现。

关键字：implements

语法：[类修饰符] class 类名称 implements 接口名称{//实现接口以及定义自己的成员}

完成接口的类必须实现接口中的所有抽象方法，实现一个接口时，来自接口的方法必须声明为public。

由于不能直接由接口创建对象，而必须通过实现接口的类来创建。虽然如此，还是可以声明接口类型的变量（或数组），并用它来访问对象。

（3）多重继承

虽然Java不允许一个类有多个父类，但允许一个类可以实现多个接口，通过这种机制可以实现多继承。

语法：[类修饰符] class 类名称 implements 接口1，接口2…{…}

（4）接口的扩展

接口与一般类一样，均可以通过扩展技术来派生出新的接口，（父接口，子接口）。

接口的扩展（或继承）也是通过关键字extends，但是一个接口可以继承多个接口，这点与类的继承有所不同。

语法：interface 子接口名称 extends 父接口1，父接口2…{…}

2.塑形

（1）概念

Java支持隐式（自动）的类型转换，及显式（强制）的类型转换，类型转换也称为塑形（type-casting），对象塑形比基本类型的塑形要复杂的多。

对象只能被塑形为：（1.任何一个父类类型（反之，不成立）。2.对象所属的类实现的一个接口（虽然不能用接口声称对象，但可以声明接口的引用变量，接口的引用变量可以指向任何实现了此接口的类对象）。3.或者回到他自己所在的类。）

a.隐式（自动）的类型转换

对于基本数据类型，相容类型之间存储容量底的自动向存储容量高的类型转换；对于引用变量，当一个类需要被塑形成一般的类（父类）多接口时，系统将会自动进行塑型。

b.显式（强制）的类型转换

对于引用变量，通过强制塑型，将其还原为本来的类型。基本数据类型的塑型与对象的塑型的含义是不同的。对于基本数据类型，塑型是将值从一种形式转换成另一种形式的过程；对于对象，塑型并不是转换，而仅仅是将对象暂时当成更一般的对象来对待，并没有改变其类型。

（2）塑型的应用

主要应用：（赋值转换，方法调用转换，算术表达式转换，字符串转换）

当一个类对象被塑型为其父类后，它提供的方法会减少，当将其塑型为本来的类型后，又恢复正常了。所以对象的塑型并没有改变它的类型，而是暂时将其当作更一般的类型。

许多Java方法对任意的类对象都能工作，这些方法通常以Object类对象作为参数。

（3）方法的查找

对于实例方法，总是从原始类开始，沿类层次向上查找。

对于类方法（静态方法），查找在编译时进行，所以总是在变量声明时所属类中进行查找。引用变量emp2实际指向的是一个Manager类的对象，但emp2被声明为Employee类型，当将静态方法expenseAllowance()发送给emp2时，系统调用Employee类中声明的方法。

3.多态的概念

多态性是指不同类型的对象可以响应相同的消息。

（1）多态的目的

*instanceof用法

从相同的基类派生出来的多个类型可被当作同一种类型对待，可对这些不同的类型进行同样的处理。而且由于多态性，这些不同派生类对象响应同一方法时的行为是有所差别的。

（2）绑定的概念

将一个方法调用同一个方法主体连接到一起就称为“绑定”，根据绑定的时期不同，可将绑定分为“早期绑定”及“后期绑定”两种。

（早期绑定：（在程序运行以前执行绑定，由编译器和链接程序执行，如果有的话）；后期绑定、动态绑定、运行期绑定：（绑定在运行期间进行））

若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。

4.多态的应用

利用多态性进行（多态，二次分发）

5.构造方法与多态

（1）构造方法的调用顺序

基类的构造方法肯定会在派生类的构造方法中调用，而且逐渐向上链接，使得每个基类使用的构造方法都得到调用。

若没有在派生类构造方法中明确指定对基类构造方法的调用，则系统会自动调用基类的默认构造方法，如果不存在默认构造方法，编译器就会报告一个错误。

构造方法的调用顺序：（1.调用基类的构造方法；2.成员变量初始化；3.派生类构造方法）

（2）构造方法中的多态方法

若在一个构造方法内部调用一个动态绑定的方法，则可能造成一些成员未得到正确的初始化。

在定义构造方法时，遵循以下原则可以减少错误的发生：

·用尽可能少的动作把对象的状态设置好。

·如果可以避免，不要调用任何方法。

·在构造方法内唯一能安全调用的是在基类中具有final属性的那些方法（也适用于private方法，他们自动具有final属性）。这些方法不能被覆盖，所以不会出现上述潜在的问题。

6.内部类

在Java1.1版本以后，允许将一个类声明置入另一个类声明中，称这种类为“内部类。在内部类中可以访问它的外部类的所有数据成员和方法成员。

可控制一个类在另一个类里的“可见性”，对于同一个包中的其他类来说，内部类能够隐藏起来，使用内部类可以非常方便的编写时间驱动程序。

声明内部类的方法：（1.声明命名的内部类：可以在类中（甚至方法中）声明内部类；2.声明匿名内部类：在new后声明内部类，立即创建一个对象）

假设外层类名为Myclass，则该类的内部类名为Myclassc1.class（命名为c1的内部类），或Myclass1.class（为第一个匿名内部类）。