摘要：多態(tài)的前提是必須有子父類關(guān)系或者類實現(xiàn)接口關(guān)系，否則無法完成多態(tài)。具體格式如下父類引用指向子類對象就是多態(tài)的定義格式。多態(tài)的轉(zhuǎn)型分為向上轉(zhuǎn)型與向下轉(zhuǎn)型兩種向上轉(zhuǎn)型當(dāng)有子類對象賦值給一個父類引用時，便是向上轉(zhuǎn)型，多態(tài)本身就是向上轉(zhuǎn)型的過程。

第3天 面向?qū)ο?/p>

今日內(nèi)容介紹
? 接口
? 多態(tài)
? 筆記本案例
今日學(xué)習(xí)目標(biāo)
? 寫出定義接口的格式
? 寫出實現(xiàn)接口的格式
? 說出接口中成員的特點
? 接口和抽象類的區(qū)別
? 能夠說出使用多態(tài)的前提條件
? 理解多態(tài)的向上轉(zhuǎn)型
? 理解多態(tài)的向下轉(zhuǎn)型
? 能夠完成筆記本電腦案例（方法參數(shù)為接口）

第1章 接口

1.1 接口概念

類:具有相同屬性和功能的事物集合

接口是功能的集合，同樣可看做是一種數(shù)據(jù)類型，是比抽象類更為抽象的”類”。

接口只描述所應(yīng)該具備的方法，并沒有具體實現(xiàn)，具體的實現(xiàn)由接口的實現(xiàn)類(相當(dāng)于接口的子類)來完成。這樣將功能的定義與實現(xiàn)分離，優(yōu)化了程序設(shè)計。
請記?。阂磺惺挛锞泄δ?，即一切事物均有接口。

1.2 接口的定義

與定義類的class不同，接口定義時需要使用interface關(guān)鍵字。
定義接口所在的仍為.java文件，雖然聲明時使用的為interface關(guān)鍵字的編譯后仍然會產(chǎn)生.class文件。這點可以讓我們將接口看做是一種只包含了功能聲明的特殊類。
定義格式：
public interface 接口名 {
抽象方法1;
抽象方法2;
抽象方法3;
}
使用interface代替了原來的class，其他步驟與定義類相同：
? 接口中的方法均為公共訪問的抽象方法
? 接口中無法定義普通的成員變量

1.3 類實現(xiàn)接口

類與接口的關(guān)系為實現(xiàn)關(guān)系，即類實現(xiàn)接口。實現(xiàn)的動作類似繼承，只是關(guān)鍵字不同，實現(xiàn)使用implements。
其他類(實現(xiàn)類)實現(xiàn)接口后，就相當(dāng)于聲明：”我應(yīng)該具備這個接口中的功能”。實現(xiàn)類仍然需要重寫方法以實現(xiàn)具體的功能。
格式：
class 實現(xiàn)類 implements 接口 {

重寫接口中所有方法

}
在類實現(xiàn)接口后，該類就會將接口中的抽象方法繼承過來，此時該類需要重寫該抽象方法，完成具體的邏輯。
? 接口中定義功能，當(dāng)需要具有該功能時，可以讓類實現(xiàn)該接口，只聲明了應(yīng)該具備該方法，是功能的聲明。
? 在具體實現(xiàn)類中重寫方法，實現(xiàn)功能，是方法的具體實現(xiàn)。
于是，通過以上兩個動作將功能的聲明與實現(xiàn)便分開了。(此時請重新思考：類是現(xiàn)實事物的描述，接口是功能的集合。)

1.4 接口中成員的特點

1、接口中可以定義成員變量，但是變量必須有固定的修飾符修飾，public static final 所以接口中的變量也稱之為常量，其值不能改變。后面我們會講解static與final關(guān)鍵字
2、接口中可以定義方法，方法也有固定的修飾符，public abstract
3、接口不可以創(chuàng)建對象。
4、實現(xiàn)類必須覆蓋掉接口中所有的抽象方法后，實現(xiàn)類才可以實例化。否則實現(xiàn)類是一個抽象類。

interface Demo { ///定義一個名稱為Demo的接口。
    public static final int NUM = 3;// NUM的值不能改變
    public abstract void show1();
    public abstract void show2();
}

//定義子類去覆蓋接口中的方法。類與接口之間的關(guān)系是 實現(xiàn)。通過 關(guān)鍵字 implements
class DemoImpl implements Demo { //子類實現(xiàn)Demo接口。
    //重寫接口中的方法。
    public void show1(){}
    public void show2(){}
}

1.5 接口特點

? 接口可以繼承接口
如同類繼承類后便擁有了父類的成員，可以使用父類的非私有成員。A接口繼承B接口后，A接口便擁有了A、B兩個接口中所有的抽象方法。
? Java支持一個類同時實現(xiàn)多個接口，或一個接口同時繼承多個接口。
? 類可以在繼承一個類的同時，實現(xiàn)多個接口。
? 接口與父類的功能可以重復(fù)，均代表要具備某種功能，并不沖突。

1.6 接口和抽象類的區(qū)別*

明白了接口思想和接口的用法后，接口和抽象類的區(qū)別是什么呢？接口在生活體現(xiàn)也基本掌握，那在程序中接口是如何體現(xiàn)的呢？
通過實例進行分析和代碼演示抽象類和接口的用法。
1、舉例：
犬：
行為：

吼叫；
吃飯；

緝毒犬：
行為：

吼叫；
吃飯；
緝毒；

2、思考：
由于犬分為很多種類，他們吼叫和吃飯的方式不一樣，在描述的時候不能具體化，也就是吼叫和吃飯的行為不能明確。當(dāng)描述行為時，行為的具體動作不能明確，這時，可以將這個行為寫為抽象行為，那么這個類也就是抽象類。
可是當(dāng)緝毒犬有其他額外功能時，而這個功能并不在這個事物的體系中。這時可以讓緝毒犬具備犬科自身特點的同時也有其他額外功能，可以將這個額外功能定義接口中。

如下代碼演示：

interface 緝毒{
    public abstract void 緝毒();
}
//定義犬科的這個提醒的共性功能
abstract class 犬科{
public abstract void 吃飯();
public abstract void 吼叫();
}
// 緝毒犬屬于犬科一種，讓其繼承犬科，獲取的犬科的特性，
//由于緝毒犬具有緝毒功能，那么它只要實現(xiàn)緝毒接口即可，這樣即保證緝毒犬具備犬科的特性，也擁有了緝毒的功能
class 緝毒犬 extends 犬科 implements 緝毒{

    public void 緝毒() {
    }
    void 吃飯() {
    }
    void 吼叫() {
    }
}
class 緝毒豬 implements 緝毒{
    public void 緝毒() {
    }
}

3、通過上面的例子總結(jié)接口和抽象類的區(qū)別：
相同點:
? 都位于繼承的頂端,用于被其他類實現(xiàn)或繼承;
? 都不能直接實例化對象;
? 都可以包含抽象方法,其子類都必須覆寫這些抽象方法;
區(qū)別:
? 抽象類為部分方法提供實現(xiàn),避免子類重復(fù)實現(xiàn)這些方法,提高代碼重用性;
? 接口只能包含抽象方法;
? 一個類只能繼承一個直接父類(可能是抽象類),卻可以實現(xiàn)多個接口;(接口彌補了Java的單繼承)

? 抽象類為繼承體系中的共性內(nèi)容,接口為繼承體系外的擴展功能

二者的選用:
? 優(yōu)先選用接口,盡量少用抽象類;
? 需要定義子類的行為,又要為子類提供共性功能時才選用抽象類;

第2章 多態(tài)

2.1 多態(tài)概述

多態(tài)是繼封裝、繼承之后，面向?qū)ο蟮牡谌筇匦浴?br>現(xiàn)實事物經(jīng)常會體現(xiàn)出多種形態(tài)，如學(xué)生，學(xué)生是人的一種，則一個具體的同學(xué)張三既是學(xué)生也是人，即出現(xiàn)兩種形態(tài)。
Java作為面向?qū)ο蟮恼Z言，同樣可以描述一個事物的多種形態(tài)。如Student類繼承了Person類，一個Student的對象便既是Student，又是Person。
Java中多態(tài)的代碼體現(xiàn)在一個子類對象(實現(xiàn)類對象)既可以給這個子類(實現(xiàn)類對象)引用變量賦值，又可以給這個子類(實現(xiàn)類對象)的父類(接口)變量賦值。
如Student類可以為Person類的子類。那么一個Student對象既可以賦值給一個Student類型的引用，也可以賦值給一個Person類型的引用。
最終多態(tài)體現(xiàn)為父類引用變量可以指向子類對象。
多態(tài)的前提是必須有子父類關(guān)系或者類實現(xiàn)接口關(guān)系，否則無法完成多態(tài)。
在使用多態(tài)后的父類引用變量調(diào)用方法時，會調(diào)用子類重寫后的方法。

2.2 多態(tài)代碼體現(xiàn)

Java中多態(tài)的代碼體現(xiàn)在一個子類對象(實現(xiàn)類對象)既可以給這個子類(實現(xiàn)類對象)引用變量賦值，又可以給這個子類(實現(xiàn)類對象)的父類(接口)變量賦值。
如Student類可以為Person類的子類。那么一個Student對象既可以賦值給一個Student類型的引用，也可以賦值給一個Person類型的引用。
最終多態(tài)體現(xiàn)為父類引用變量可以指向子類對象。
多態(tài)的前提是必須有子父類關(guān)系或者類實現(xiàn)接口關(guān)系，否則無法完成多態(tài)。
在使用多態(tài)后的父類引用變量調(diào)用方法時，會調(diào)用子類重寫后的方法。

具體格式如下：
父類引用指向子類對象就是多態(tài)的定義格式。同一個父類的方法會被不同的子類重寫為各自的具體實現(xiàn)。在調(diào)用方法時，調(diào)用的為各個子類重寫后的方法。
父類類型 變量名 = new 子類類型();
變量名.方法名();
此時，雖然該變量指向的是子類對象，但表現(xiàn)為一個父類的形態(tài)，可以調(diào)用一切父類的方法，子類特有的方法將不能調(diào)用。

2.3 多態(tài)調(diào)用注意事項

? 成員變量編譯看父類中是否存在,不存在編譯失敗
? 成員變量運行父類中的變量
? 成員方法編譯看父類中是否存在,不存在編譯失敗
? 成員方法運行子類重寫的方法

2.4 多態(tài)的好處和弊端(貓狗的案例)**

當(dāng)變量名指向不同的子類對象時，由于每個子類重寫父類方法的內(nèi)容不同，所以會調(diào)用不同的方法。
如：
在Boss類中，有叫員工去工作的方法，當(dāng)該方法的參數(shù)定義為接口時，可以傳入任意的子類對象。相比定義多個子類參數(shù)，定義多個方法，這樣大大提高了代碼復(fù)用性與擴展性。

class Boss{
    public void goToWork(Empolyee e){
        e.work();
    }
}

所以多態(tài)的存在意義(優(yōu)點)為：
配合繼承與方法重寫提高了代碼的復(fù)用性與擴展性，如果沒有方法重寫，則多態(tài)同樣沒有意義。

多態(tài)的弊端: 不能調(diào)用子類的特有方法

2.5 向上向下類型轉(zhuǎn)換

多態(tài)本身是子類類型向父類類型向上轉(zhuǎn)型的過程。
多態(tài)的轉(zhuǎn)型分為向上轉(zhuǎn)型與向下轉(zhuǎn)型兩種：
? 向上轉(zhuǎn)型：當(dāng)有子類對象賦值給一個父類引用時，便是向上轉(zhuǎn)型，多態(tài)本身就是向上轉(zhuǎn)型的過程。
使用格式：
父類類型 變量名 = new 子類類型();
如：Animal p = new Cat();
? 向下轉(zhuǎn)型：一個已經(jīng)向上轉(zhuǎn)型的子類對象可以使用強制類型轉(zhuǎn)換的格式，將父類引用轉(zhuǎn)為子類引用，這個過程是向下轉(zhuǎn)型。如果是直接創(chuàng)建父類對象，是無法向下轉(zhuǎn)型的！
使用格式：
子類類型 變量名 = (子類類型) 父類類型的變量;
如:Cat c = (Cat) a; //變量p 實際上指向Cat對象

? instanceof關(guān)鍵字
使用格式：
boolean b = 引用變量 instanceof 類;
if(a instanceof Dog){
Dog d = (Dog)a;
}

第3章 筆記本電腦案例

3.1 案例介紹

定義USB接口（具備開啟功能、關(guān)閉功能），筆記本要使用USB設(shè)備，即筆記本在生產(chǎn)時需要預(yù)留可以插入USB設(shè)備的USB接口，即就是筆記本具備使用USB設(shè)備的功能，但具體是什么USB設(shè)備，筆記本并不關(guān)心，只要符合USB規(guī)格的設(shè)備都可以。鼠標(biāo)和鍵盤要想能在電腦上使用，那么鼠標(biāo)和鍵盤也必須遵守USB規(guī)范，不然鼠標(biāo)和鍵盤的生產(chǎn)出來無法使用

進行描述筆記本類，實現(xiàn)筆記本使用USB鼠標(biāo)、USB鍵盤
? USB接口，包含開啟功能、關(guān)閉功能
? 筆記本類，包含運行功能、關(guān)機功能、使用USB設(shè)備功能
? 鼠標(biāo)類，要符合USB接口
? 鍵盤類，要符合USB接口

3.2 案例需求分析

階段一：
使用筆記本，筆記本有運行功能，需要筆記本對象來運行這個功能
階段二：
想使用一個鼠標(biāo)，又有一個功能使用鼠標(biāo)，并多了一個鼠標(biāo)對象。
階段三：
還想使用一個鍵盤 ，又要多一個功能和一個對象
問題：每多一個功能就需要在筆記本對象中定義一個方法，不爽，程序擴展性極差。
降低鼠標(biāo)、鍵盤等外圍設(shè)備和筆記本電腦的耦合性。

3.3 實現(xiàn)代碼步驟

? 定義鼠標(biāo)、鍵盤，筆記本三者之間應(yīng)該遵守的規(guī)則
interface USB {

void open();// 開啟功能
void close();// 關(guān)閉功能

}

? 鼠標(biāo)實現(xiàn)USB規(guī)則
class Mouse implements USB {

publicvoid open() {
    System.out.println("鼠標(biāo)開啟");
}
publicvoid close() {
    System.out.println("鼠標(biāo)關(guān)閉");
}

}

? 鍵盤實現(xiàn)USB規(guī)則
class KeyBoard implements USB {

publicvoid open() {
    System.out.println("鍵盤開啟");
}
publicvoid close() {
    System.out.println("鍵盤關(guān)閉");
}

}

? 定義筆記本

class NoteBook {
    // 筆記本開啟運行功能
    publicvoid run() {
        System.out.println("筆記本運行");
    }

    // 筆記本使用usb設(shè)備，這時當(dāng)筆記本對象調(diào)用這個功能時，必須給其傳遞一個符合USB規(guī)則的USB設(shè)備
    publicvoid useUSB(USB usb) {
        // 判斷是否有USB設(shè)備
        if (usb != null) {
            usb.open();
            usb.close();
        }
    }

    publicvoid shutDown() {
        System.out.println("筆記本關(guān)閉");
    }
}

publicclass Test {
    publicstaticvoid main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建筆記本實體對象
        NoteBook nb = new NoteBook();
// 筆記本開啟
        nb.run();

        // 創(chuàng)建鼠標(biāo)實體對象
        Mouse m = new Mouse();
        // 筆記本使用鼠標(biāo)
        nb.useUSB(m);

// 創(chuàng)建鍵盤實體對象
        KeyBoard kb = new KeyBoard();
        // 筆記本使用鍵盤
        nb.useUSB(kb);

        // 筆記本關(guān)閉
        nb.shutDown();
    }
}