【Java基础笔记】第二十章 抽象类、接口
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抽象类案例
案例分析
模板方法模式案例
模板方法模式案例
基于抽象类的实现：模板方法模式
- 20.3 接口（暂无特殊说明）
-
- 20.3.1 接口概述介绍
- 20.3.2 对接口进行形式化定义
- 20.3.3 分析接口的主要特性
- 20.3.4 解释接口的应用场景
- 20.3.5 提供实现接口时需要注意的关键点
- 20.3.6 比较不同接口之间的关联性
- 20.3.7 自从JDK8版本开始增加了新的接口特性
-
第一类：具有默认功能的方法（即无需显式声明即可执行的操作）
-
第二类：完全静态的功能模块（仅能在单个类内调用）
-
第三类：私有且仅限于内部使用的方法（仅在当前类内部可见）
- 20.3.8 使用接口的注意事项
-
前言
该笔记作为Java基础自学的课程学习材料编写而成。
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学习资源：
《Java核心技术 卷Ⅰ 基础知识（第10版）》
《Java经典编程300例》
第二十章 抽象类、接口
20.1 抽象类
20.1.1 抽象类的概述
- 某个父类认识到其所有子类均需实现某一特定功能；然而由于各子类的具体实现方式不尽相同；因此该父类只需规定该功能的基本要求；而具体实现细节则由各子 class 自行确定；这样的结构就可以定性为一个 abstract 类别；总体而言；abstract 类相当于一种未完成的设计框架。
- abstract 类必须使用 abstract修饰：
修饰符 abstract class 类名() {...}
代码解释20.1.2 抽象方法的概述
- 抽象类中定义的子类应具备完成其核心内容的基本职责。
- 该抽象类未提供具体实现细节，仅声明了其方法声明。
- 该抽象方法应采用abstract注解形式：
修饰符 abstract 返回值类型 方法名称(形参列表);
代码解释20.1.3 抽象类的特征
- 抽象类型可被继承的对象是abstract class。
- 得到一个abstract method的同时失去了创建对象的能力。
- 类所有的成员（包括成员变量、成员函数和构造函数）都是abstract class的基础属性。
- 如果一个class不是abstract的话，则它不可能包含任何abstract method。
- 如果一个class继承了abstract type，则该class必须完整地实现了其父级的所有abstract methods。
- 不允许使用abstract修饰基元类型（如字段或代码块）。
20.1.4 final和abstract的关系
- 互斥关系
- abstract类型的抽象（abstract）类型作为模板供子（subclass）使用时能够继承其属性与行为（method），而final指定（final）的类型无法被任何其他（non-abstract）类型所继承
- abstract方法提供的通用（abstract）功能能够让子（subclass）具体实现细节（implementation details），而final指定的方法则无法由其他任何方法来实现
【抽象类案例】贵宾卡系统
- 需求： * 该加油站推出了两种类型的支付卡。其中一种是预存金额为1万元的金色系列支付卡，在加油时可享八折优惠待遇；另一种是预存金额为5千元的银色系列支付卡，在加油时可享八点五折优惠待遇
- 请分别就这两种类型的支付卡设计其在收银系统中的处理流程。每张卡片需包含持卡人姓名、当前余额以及支持完成交易的功能
分析
- 父类Crad：
public abstract class Card {
private String name;
private double balance;
public abstract void pay(double money);
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
}
}
代码解释- 金卡类GoldCard：
public class GoldCard extends Card {
@Override
public void pay(double money) {
money *= 0.8;
double balance = getBalance() - money;
System.out.println(getName() + "当前账户总金额：" + getBalance() + "，当前消费了：" + money + "，消费后的余额为" + balance);
setBalance(balance);
}
}
代码解释- 银卡类SilverCard： 同金卡
- 测试类CardTest：
public class CardTest {
public static void main(String[] args) {
GoldCard goldCard = new GoldCard();
goldCard.setBalance(10000);
goldCard.setName("李明");
goldCard.pay(800);
}
}
代码解释- 测试结果：
李明当前账户总金额：10000.0，当前消费了：640.0，消费后的余额为9360.0
代码解释20.2 抽象类的应用：模板方法模式
20.2.1 模板方法模式使用场景
当系统中出现同一功能模块分散在多个地方时，在大多数情况下两者的代码是相同的
20.2.2 模板方法模式实现步骤
- 将其归类为一种预先定义好的模板方法，并置于抽象类中进行处理。
- 在这些模板方法的具体代码部分定义通用且明确的功能逻辑。
- 对于那些未作具体决定的功能，在实现时将其转化为抽象的方法供子类继承和实现。
- 在实现该模板方法时添加final关键字以防止子类重写。
【模板方法模式案例】银行利息结算系统
需求：
分析
- 银行账户父类Account：
public abstract class Account {
private static final String LOGIN_NAME = "admin";
private static final String PASSWORD = "123456";
private String cardId;
private double money;
public Account(String cardId, double money) {
this.cardId = cardId;
this.money = money;
}
/** * 模板方法添加final，避免被子类重写
* @param loginName 登录名
* @param password 密码
*/
public final void handle(String loginName, String password) {
if (loginName.equals(LOGIN_NAME) && password.equals(PASSWORD)) {
//System.out.println("登录成功！");
double result = calc();
System.out.println("本账户利息是：" + result);
} else {
System.out.println("用户名或密码不正确！");
}
}
public abstract double calc();
public String getCardId() {
return cardId;
}
public void setCardId(String cardId) {
this.cardId = cardId;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
}
代码解释- 活期账户类CurrentAccount：
public class CurrentAccount extends Account {
private static final double CURRENT_RATE = 0.0035;
public CurrentAccount(String cardId, double money) {
super(cardId, money);
}
@Override
public double calc() {
return getMoney() * CURRENT_RATE;
}
}
代码解释- 定期账户类FixedAccount：
public class FixedAccount extends Account {
private static final double FIXED_RATE = 0.0175;
private static final double MONEY = 100000;
private static final double EXTRA_RATE = 0.03;
public FixedAccount(String cardId, double money) {
super(cardId, money);
}
@Override
public double calc() {
double result = getMoney() * FIXED_RATE;
if (getMoney() >= MONEY) {
result += getMoney() * EXTRA_RATE;
}
return result;
}
}
代码解释- 测试类TemplateTest：
public class TemplateTest {
public static void main(String[] args) {
CurrentAccount currentAccount = new CurrentAccount("ICBC01",100000);
currentAccount.handle("admin","123456");
FixedAccount fixedAccount = new FixedAccount("ICBC01",100000);
fixedAccount.handle("admin","123456");
}
}
代码解释- 测试结果：
本账户利息是：350.0
本账户利息是：4750.0
代码解释20.3 接口（干爹）
注：继承是亲爹
20.3.1 接口的概述
接口即体现规范的方式，在此过程中具体表现为一组行为规范。这种设计使得接口成为更为彻底的抽象形式。
20.3.2 接口的定义
- 接口用关键字interface来定义
public interface 接口名 {
// 常量
// 抽象方法
}
代码解释20.3.3 接口的特点
- 在JDK8版本之前的接口设计上仅允许包含虚函数（abstract methods）和静态常量（constant），没有任何其他类型的成员
- 作为编程结构的一部分，接口本身不具备构造实例的能力
- 在规范制定下，默认情况下所有接口成员都被标记为public修饰符（public），这确保了信息的一致性和可访问性
public interface demoInter {
// 常量（public static final可以省略不写，接口会默认加上）
String NAME = "李明";
// 抽象方法（public abstract可以省略不写，接口会默认加上）
void run();
}
代码解释20.3.4 接口的用法
接口是用来被类满足（satisfies）相关功能的（corresponding），满足接口的类被称为实现者（implementor），而这些具有继承功能的（feature）的类别通常被称为继承类型（inheritance type）。
修饰符 class 实现类 implements 接口1,接口2,接口3,... {
}
代码解释- 接口可以被类单实现，也可以被类多实现
20.3.5 接口实现的注意事项
该类若要实现某个接口，则必须在其所有相关对象上实现相应的抽象方法；否则，则该类应定义为抽象类。
20.3.6 接口与接口的关系
- 类型之间的关系： 类型之间采用单继承于一个父类型。
- 类型与接口的关联： 类型能够实现多个不同的接口。
- ** interfaces之间的关系: ** 支持多继承特性; 一个 interface 最多只能声明一个多 inherited interface.
- ** interfaces 的多重继承作用: ** 规范整合、统一合并; 简化子 class 的实现过程。
20.3.7 JDK8开始接口新增方法
第一种：默认方法
- 类似之前写的普通实例方法：必须通过default进行修饰
- 默认情况下由public修饰，并需采用该接口的实际类对象来进行调用
default 返回类型 方法名() {...}
代码解释第二种：静态方法
- 通常情况下, 公共方法默认会采用static命名。
- 特别说明: 当访问一个接口的静态方法时, 必须使用该接口自身的方法名来进行调用。
static 返回类型 方法名() {...}
代码解释第三种：私有方法
- 属于私有实例的方法：必须以private修饰，并自Java语言规范1.9起才被支持。
- 只能被本接口中的其他默认方法或其他接口中的私有方法访问。
private 返回类型 方法名() {...}
代码解释- 三种方法很少在开发中使用，通常出现在Java源码中
20.3.8 使用接口的注意事项
- 接口无法直接构造实例
- 单一类型实例可同时满足多个需求
- 继承父类的同时又实现了某个特定的API
- 存在相同的默认值
- 如果没有规范冲突（同名但返回类型不同的抽象操作）
- 那么无需修改现有代码即可满足需求
- 如果存在规范冲突（同名但返回类型不同的抽象操作）
- 则需重新定义具体的实现细节
- 如果没有规范冲突（同名但返回类型不同的抽象操作）
- 存在相同的默认值
- 继承父类的同时又实现了某个特定的API
- 单一类型实例可同时满足多个需求
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