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extends&&implements.md

File metadata and controls

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抽象类

建立了一种基本形式,使我们能定义在所有衍生类里“通用”的一些东西。为阐述这个观念,另一个方法是把Instrument称为“抽象基础类”(简称“抽象类”)。若想通过该通用接口处理一系列类,就需要创建一个抽象类。对 所有与基础类声明的签名相符的衍生类方法,都可以通过动态绑定机制进行调用(然而,如果方法名与基础类相同,但自变量或参数不同,就会出现过载现象(重写),那或许并非我们所愿意的)。 如果有一个象Instrument 那样的抽象类,那个类的对象几乎肯定没有什么意义。换言之,Instrument 的作 用仅仅是表达接口,而不是表达一些具体的实施细节。所以创建一个Instrument 对象是没有意义的,而且我 们通常都应禁止用户那样做。为达到这个目的,可令Instrument 内的所有方法都显示出错消息。但这样做会 延迟信息到运行期,并要求在用户那一面进行彻底、可靠的测试。无论如何,最好的方法都是在编译期间捕 捉到问题。 针对这个问题,Java 专门提供了一种机制,名为“抽象方法”。它属于一种不完整的方法,只含有一个声 明,没有方法主体。下面是抽象方法声明时采用的语法: abstract void X(); 包含了抽象方法的一个类叫作“抽象类”。

注意:

  1. 如果一个类里包含了一个或多个抽象方法,类就必须指定成abstract(抽象)。否则,编译器会向我们报告一条出错消息。
  2. 若一个抽象类是不完整的,那么一旦有人试图生成那个类的一个对象,编译器又会采取什么行动呢?由于不能安全地为一个抽象类创建属于它的对象,所以会从编译器那里获得一条出错提示。通过这种方法,编译器可保证抽象类的“纯洁性”,我们不必担心会误用它。
  3. 如果从一个抽象类继承,而且想生成新类型的一个对象,就必须为基础类中的所有抽象方法提供方法定义。 如果不这样做(完全可以选择不做),则衍生类也会是抽象的,而且编译器会强迫我们用abstract 关键字标 志那个类的“抽象”本质。
  4. 即使不包括任何abstract 方法,亦可将一个类声明成“抽象类”。如果一个类没必要拥有任何抽象方法,而 且我们想禁止那个类的所有实例,这种能力就会显得非常有用。 Instrument 类可很轻松地转换成一个抽象类。只有其中一部分方法会变成抽象方法,因为使一个类抽象以 后,并不会强迫我们将它的所有方法都同时变成抽象。下面是它看起来的样子:

image-20191204092117630

下面是我们修改过的“管弦”乐器例子,其中采用了抽象类以及方法:

//: Music4.java
// Abstract classes and methods
import java.util.*;

abstract class Instrument4 {
	int i; // storage allocated for each
	public abstract void play();
	public String what() {
		return "Instrument4";
	}
	public abstract void adjust();
}

class Wind4 extends Instrument4 {
	public void play() {
		System.out.println("Wind4.play()");
	}
	public String what() { return "Wind4"; }
	public void adjust() {
        
    }
}
class Percussion4 extends Instrument4 {
	public void play() {
		System.out.println("Percussion4.play()");
	}
	public String what() { 
        return "Percussion4"; 
    }
	public void adjust() {}
}
class Stringed4 extends Instrument4 {
	public void play() {
		System.out.println("Stringed4.play()");
	}
	public String what() { 
        return "Stringed4"; 
    }
	public void adjust() {}
}
class Brass4 extends Wind4 {
	public void play() {
		System.out.println("Brass4.play()");
	}
	public void adjust() {
		System.out.println("Brass4.adjust()");
	}
}
class Woodwind4 extends Wind4 {
	public void play() {
		System.out.println("Woodwind4.play()");
	}
	public String what() { 
        return "Woodwind4"; 
    }
}
public class Music4 {
// Doesn't care about type, so new types
// added to the system still work right:
	static void tune(Instrument4 i) {
		// ...
		i.play();
	}
	static void tuneAll(Instrument4[] e) {
		for(int i = 0; i < e.length; i++)
		tune(e[i]);
	}
	public static void main(String[] args) {
		Instrument4[] orchestra = new Instrument4[5];
		int i = 0;
		// Upcasting during addition to the array:
		orchestra[i++] = new Wind4();
		orchestra[i++] = new Percussion4();
		orchestra[i++] = new Stringed4();
		orchestra[i++] = new Brass4();
		orchestra[i++] = new Woodwind4();
		tuneAll(orchestra);
	}
} ///:~

可以看出,除基础类以外,实际并没有进行什么改变。 创建抽象类和方法有时对我们非常有用,因为它们使一个类的抽象变成明显的事实,可明确告诉用户和编译 器自己打算如何用它。

接口

“interface”(接口)关键字使抽象的概念更深入了一层。我们可将其想象为一个“纯”抽象类。它允许创 建者规定一个类的基本形式:方法名、自变量列表以及返回类型,但不规定方法主体。接口也包含了基本数 据类型的数据成员,但它们都默认为static 和final。接口只提供一种形式,并不提供实施的细节。 接口这样描述自己:“对于实现我的所有类,看起来都应该象我现在这个样子”。因此,采用了一个特定接 口的所有代码都知道对于那个接口可能会调用什么方法。这便是接口的全部含义。所以我们常把接口用于建 立类和类之间的一个“协议”。有些面向对象的程序设计语言采用了一个名为“protocol”(协议)的关键 字,它做的便是与接口相同的事情。 为创建一个接口,请使用interface 关键字,而不要用class。与类相似,我们可在interface 关键字的前 面增加一个public 关键字(但只有接口定义于同名的一个文件内);或者将其省略,营造一种“友好的”状 态。 为了生成与一个特定的接口(或一组接口)相符的类,要使用implements(实现)关键字。我们要表达的意 思是“接口看起来就象那个样子,这儿是它具体的工作细节”。除这些之外,我们其他的工作都与继承极为 相似。下面是乐器例子的示意图:

image-20191204092810171

具体实现了一个接口以后,就获得了一个普通的类,可用标准方式对其进行扩展。 可决定将一个接口中的方法声明明确定义为“public”。但即便不明确定义,它们也会默认为public。所以 在实现一个接口的时候,来自接口的方法必须定义成public。否则的话,它们会默认为“友好的”,而且会 限制我们在继承过程中对一个方法的访问——Java 编译器不允许我们那样做。 在Instrument 例子的修改版本中,大家可明确地看出这一点。注意接口中的每个方法都严格地是一个声明, 它是编译器唯一允许的。除此以外,Instrument5 中没有一个方法被声明为public,但它们都会自动获得 public 属性。如下所示:

//: Music5.java
// Interfaces
import java.util.*;

interface Instrument5 {
// Compile-time constant:
	int i = 5; // static & final
// Cannot have method definitions:
	void play(); // Automatically public
	String what();
	void adjust();
}

class Wind5 implements Instrument5 {
	public void play() {
	System.out.println("Wind5.play()");
	}

	public String what() {
    	return "Wind5";
	}
    
	public void adjust() {
        
    }
}

class Percussion5 implements Instrument5 {
	public void play() {
		System.out.println("Percussion5.play()");
	}
	public String what() { 
        return "Percussion5"; 
    }
	public void adjust() {
        
    }
}

class Stringed5 implements Instrument5 {
	public void play() {
		System.out.println("Stringed5.play()");
	}
	public String what() {
        return "Stringed5"; 
    }
	public void adjust() {
        
    }
}

class Brass5 extends Wind5 {
	public void play() {
		System.out.println("Brass5.play()");
	}
	public void adjust() {
		System.out.println("Brass5.adjust()");
	}
}

class Woodwind5 extends Wind5 {
	public void play() {
		System.out.println("Woodwind5.play()");
	}
	public String what() { 
        return "Woodwind5"; 
    }
}

public class Music5 {
// Doesn't care about type, so new types
// added to the system still work right:
	static void tune(Instrument5 i) {
// ...
		i.play();
	}
	static void tuneAll(Instrument5[] e) {
		for(int i = 0; i < e.length; i++)
		tune(e[i]);
	}
	public static void main(String[] args) {
		Instrument5[] orchestra = new Instrument5[5];
		int i = 0;
		// Upcasting during addition to the array:
		orchestra[i++] = new Wind5();
		orchestra[i++] = new Percussion5();
		orchestra[i++] = new Stringed5();
		orchestra[i++] = new Brass5();
		orchestra[i++] = new Woodwind5();
		tuneAll(orchestra);
	}
} ///:~

Java的“多重继承”

接口只是比抽象类“更纯”的一种形式。它的用途并不止那些。由于接口根本没有具体的实施细节——也就 是说,没有与存储空间与“接口”关联在一起——所以没有任何办法可以防止多个接口合并到一起。这一点 是至关重要的,因为我们经常都需要表达这样一个意思:“x 从属于a,也从属于b,也从属于c”。在C++ 中,将多个类合并到一起的行动称作“多重继承”,而且操作较为不便,因为每个类都可能有一套自己的实 施细节。在Java 中,我们可采取同样的行动,但只有其中一个类拥有具体的实施细节。所以在合并多个接口 的时候,C++的问题不会在Java 中重演。如下所示:

image-20191204093133179

代码剩余的部分按相同的方式工作。我们可以自由决定上溯造型到一个名为Instrument5 的“普通”类,一 个名为Instrument5 的“抽象”类,或者一个名为Instrument5 的“接口”。所有行为都是相同的。事实 上,我们在tune()方法中可以发现没有任何证据显示Instrument5 到底是个“普通”类、“抽象”类还是一 个“接口”。这是做是故意的:每种方法都使程序员能对对象的创建与使用进行不同的控制。

在一个衍生类中,我们并不一定要拥有一个抽象或具体(没有抽象方法)的基础类。如果确实想从一个非接 口继承,那么只能从一个继承。剩余的所有基本元素都必须是“接口”。我们将所有接口名置于implements 关键字的后面,并用逗号分隔它们。可根据需要使用多个接口,而且每个接口都会成为一个独立的类型,可 对其进行上溯造型。下面这个例子展示了一个“具体”类同几个接口合并的情况,它最终生成了一个新类:

//: Adventure.java
// Multiple interfaces
import java.util.*;

interface CanFight {
	void fight();
}

interface CanSwim {
	void swim();
}

interface CanFly {
	void fly();
}

class ActionCharacter {
	public void fight() {}
}

class Hero extends ActionCharacter implements CanFight, CanSwim, CanFly {
	public void swim() {}
	public void fly() {}
}

public class Adventure {
	static void t(CanFight x){ 
        x.fight(); 
    }
	static void u(CanSwim x) { 
        x.swim(); 
    }
	static void v(CanFly x) { 
        x.fly(); 
    }
	static void w(ActionCharacter x) { 
        x.fight(); 
    }
	public static void main(String[] args) {
		Hero i = new Hero();
		t(i); // Treat it as a CanFight
		u(i); // Treat it as a CanSwim
		v(i); // Treat it as a CanFly
		w(i); // Treat it as an ActionCharacter
	}
} ///:~

从中可以看到,Hero 将具体类ActionCharacter 同接口CanFight,CanSwim 以及CanFly 合并起来。按这种 形式合并一个具体类与接口的时候,具体类必须首先出现,然后才是接口(否则编译器会报错)。 请注意fight()的签名在CanFight 接口与ActionCharacter 类中是相同的,而且没有在Hero 中为fight()提 供一个具体的定义。接口的规则是:我们可以从它继承(稍后就会看到),但这样得到的将是另一个接口。 如果想创建新类型的一个对象,它就必须是已提供所有定义的一个类。尽管Hero 没有为fight()明确地提供 一个定义,但定义是随同ActionCharacter 来的,所以这个定义会自动提供,我们可以创建Hero 的对象。 在类Adventure 中,我们可看到共有四个方法,它们将不同的接口和具体类作为自己的自变量使用。创建一 个Hero 对象后,它可以传递给这些方法中的任何一个。这意味着它们会依次上溯造型到每一个接口。由于接 口是用Java 设计的,所以这样做不会有任何问题,而且程序员不必对此加以任何特别的关注。 注意上述例子已向我们揭示了接口最关键的作用,也是使用接口最重要的一个原因:能上溯造型至多个基础 类。使用接口的第二个原因与使用抽象基础类的原因是一样的:防止客户程序员制作这个类的一个对象,以 及规定它仅仅是一个接口。这样便带来了一个问题:到底应该使用一个接口还是一个抽象类呢?若使用接 口,我们可以同时获得抽象类以及接口的好处。所以假如想创建的基础类没有任何方法定义或者成员变量, 那么无论如何都愿意使用接口,而不要选择抽象类。事实上,如果事先知道某种东西会成为基础类,那么第 一个选择就是把它变成一个接口。只有在必须使用方法定义或者成员变量的时候,才应考虑采用抽象类。

Extends&&implements的区别

Extends可以理解为全盘继承了父类的功能。implements可以理解为为这个类附加一些额外的功能;interface定义一些方法,并没有实现,需要implements来实现才可用。extends可以继承一个接口,但仍是一个接口,也需要implements之后才可用。对于class而言,Extends用于(单)继承一个类(class),而implements用于实现一个接口(interface)。

interface的引入是为了部分地提供多继承的功能。 在interface中只需声明方法头,而将方法体留给实现的class来做。 这些实现的class的实例完全可以当作interface的实例来对待。 在interface之间也可以声明为extends(多继承)的关系。 注意一个interface可以extends多个其他interface。

在类的声明中,通过关键字extends来创建一个类的子类。一个类通过关键字implements声明自己使用一个或者多个接口。extends 是继承某个类, 继承之后可以使用父类的方法, 也可以重写父类的方法;implements 是实现多个接口, 接口的方法一般为空的, 必须重写才能使用.

extends是继承父类,只要那个类不是声明为final或者那个类定义为abstract的就能继承,JAVA中不支持多重继承,但是可以用接口 来实现,这样就要用到implements,继承只能继承一个类,但implements可以实现多个接口,用逗号分开就行了;比如 class A extends B implements C,D,E;

学了好久,今天终于明白了implements(实现接口就是在接口中定义了方法,这个方法要你自己去实现,接口可以看作一个标准,比如定义了一个动物的接口,它里面有吃(eat())这个方法,你就可以实现这个方法implements,这个方法是自己写,可以是吃苹果,吃梨子,香蕉,或者其他的。IMPLEMENTS就是具体实现这个接口。),其实很简单,看下面几个例子就ok啦:

public inerface Runner
{
  int ID = 1;
  void run ();
}
interface Animal extends Runner
{
  void breathe ();
}
class Fish implements Animal
{
  public void run ()
{
   System.out.println("fish is swimming");
}
public void breather()
{
   System.out.println("fish is bubbing");   
}
}
abstract LandAnimal implements Animal
{
  public void breather ()
{
   System.out.println("LandAnimal is breathing");
}
}
class Student extends Person implements Runner
{
   ......
   public void run ()
    {
         System.out.println("the student is running");
    }
   ......
}
interface Flyer
{
  void fly ();
}
class Bird implements Runner , Flyer
{
  public void run ()
   {
       System.out.println("the bird is running");
   }
  public void fly ()
   {
       System.out.println("the bird is flying");
   }
}
class TestFish
{
  public static void main (String args[])
   {
      Fish f = new Fish();
      int j = 0;
      j = Runner.ID;
      j = f.ID;
   }
}

接口实现的注意点: a.实现一个接口就是要实现该接口的所有的方法(抽象类除外)。 b.接口中的方法都是抽象的。 c.多个无关的类可以实现同一个接口,一个类可以实现多个无关的接口。


extends与implements的不同: 一个类通过关键字implements声明自己使用一个或者多个接口。在类的声明中,通过关键字extends来创建一个类的子类。

class 子类名 extends 父类名 implenments 接口名
{...
}

A a = new B();

结果a是一个A类的实例,只能访问A中的方法。那么又和A a = new A();有什么区别呢?

class B extends A 继承过后通常会定义一些父类没有的成员或者方法。

A a = new B();这样是可以的,上传。a是一个父类对象的实例,因而不能访问子类定义的新成员或方法。


假如这样定义:

class A{
    int i;
    void f(){}
}
class B extends A{
    int j;
    void f(){}//重写
    void g(){}
}

然后:B b = new B(); b就是子类对象的实例,不仅能够访问自己的属性和方法,也能够访问父类的属性和方法。诸如b.i,b.j,b.f(),b.g()都是合法的。此时 b.f()是访问的B中的f()

A a = new B(); a虽然是用的B的构造函数,但经过upcast,成为父类对象的实例,不能访问子类的属性和方法。a.i,a.f()是合法的,而a.j,a.g()非 法。此时访问a.f()是访问B中的f()


A a = new B(); 这条语句,实际上有三个过程: (1) A a;将a声明为父类对象,只是一个引用,未分配空间 (2) B temp = new B();通过B类的构造函数建立了一个B类对象的实例,也就是初始化 (3) a = (A)temp;将子类对象temp转换未父类对象并赋给a,这就是上传(upcast),是安全的。 经过以上3个过程,a就彻底成为了一个A类的实例。 子类往往比父类有更多的属性和方法,上传只是舍弃,是安全的;而下传(downcast)有时会增加,通常是不安全的。


a.f()对应的应该是B类的方法f();调用构造函数建立实例过后,对应方法的入口已经确定了。 如此以来,a虽被上传为A类,但其中重写的方法f()仍然是B的方法f()。也就是说,每个对象知道自己应该调用哪个方法。 A a1 = new B(); A a2 = new C(); a1,a2两个虽然都是A类对象,但各自的f()不同。这正是的多态性的体现。 这类问题在《Java编程思想》上都讲的很清楚.

implements一般是实现接口。extends 是继承类。

接口一般是只有方法声明没有定义的,那么java特别指出实现接口是有道理的,因为继承就有感觉是父类已经实现了方法,而接口恰恰是没有实现自己的方法,仅仅有声明,也就是一个方法头没有方法体。因此你可以理解成接口是子类实现其方法声明而不是继承其方法。但是一般类的方法可以有方法体,那么叫继承比较合理。引入包可以使用里面非接口的一切实现的类。那么是不是实现接口,这个你自己决定,如果想用到那么你不是实现,是不能调用这个接口的,因为接口就是个规范,是个没方法体的方法声明集合。我来举个例子吧:接口可以比作协议,比如我说一个协议是“杀人”那么这个接口你可以用 砍刀去实现,至于怎么杀砍刀可以去实现,当然你也可以用抢来实现杀人接口,但是你不能用杀人接口去杀人,因为杀人接口只不过是个功能说明,是个协议,具体怎么干,还要看他的实现类。那么一个包里面如果有接口,你可以不实现。这个不影响你使用其他类。

implements是一个类实现一个接口用的关键字,他是用来实现接口中定义的抽象方法。比如:people是一个接口,他里面有say这个方法。public interface people(){ public say();}但是接口没有方法体。只能通过一个具体的类去实现其中的方法体。比如chinese这个类,就实现了people这个接口。

public class chinese implements people{ 
    public say() {
        System.out.println("你好!");
    }
}

与extends不同,在java中implements表示子类实现父类,如类A实现类B写成 class A implements B{}

  • extends, 可以实现父类,也可以调用父类初始化 this.parent()。而且会覆盖父类定义的变量或者函数。这样的好处是:架构师定义好接口,让工程师实现就可以了。整个项目开发效率和开发成本大大降;
  • implements,实现父类,子类不可以覆盖父类的方法或者变量。即使子类定义与父类相同的变量或者函数,也会被父类取代掉。

这两种实现的具体使用,是要看项目的实际情况,需要实现,不可以修改implements,只定义接口需要具体实现,或者可以被修改扩展性好,用extends。