Java學習筆記之二——圖解繼承與接口

零、前言

《HeadFirstJava》是最通俗易懂也是最適合小白入門的JAVA書。

好久好久之前，我在學習《HeadFirstJAVA》時，嘗試着把本身理解的內容寫成文章，因而就有了《一個小白眼中的「面向對象」》，如今，書已經完全讀完了，因此要再寫一些本身的體會。

在軟件開發中，有這樣一個規律：

• 絕對不重複造輪子，只要一段代碼出現了兩次，就必定要把它們共有的代碼抽象出來。

咱們能夠從這個角度，來看一看對象、類、接口、繼承之間的關係。

類和對象

咱們已經知道，類是對象的模板，對象是類的克隆。
當咱們須要建立一系列相同的對象時，就把它們共有的部分抽象出來，所以就有了類。

類和繼承

（一）

開始以前，咱們先想想，全部的動物都有吃飯這個方法eat()，若是每種動物都單獨寫一個eat()方法，那就是許許多多相同的代碼。

既然又出現了相同的代碼，咱們可不能夠把它們抽象出來呢？可不能夠寫一個通用的類，包含了這些共同的方法，而全部具體的類都「克隆」這個通用的方法呢？
固然能夠，因而就有了下圖：

這就是繼承，被繼承的類稱爲父類，執行繼承的類叫作子類，繼承的做用在於，子類擁有了父類的全部屬性和方法。

對於初學者來講聽到這個詞，可能會想到現實中的財產繼承，但計算機的繼承和這個並不同，若是用一個更貼切的詞語來形容計算機的「繼承」，那應該是生物學中的「遺傳」。

爲何說計算機的繼承有點像「遺傳」呢，由於並非子類繼承以後，父類就沒有了，而是把父類完整的複製一份，不管發生多少次繼承，父類都仍是那個父類，一點也沒有減小。

• 因此，子類能夠得到父類的方法和屬性。

（二）

雖然全部的動物都會吃，但並非全部動物都會飛，若是想給鳥類添加fly()的方法，能夠嗎？
固然能夠。

• 因此，子類能夠定義本身獨有的方法

（三）

若是全部陸生動物都會走路，但並非全部的動物走路姿式都同樣，那麼可不能夠只給幾種特殊的動物定義單獨的wolk()，而其餘的動物使用父類的work()呢？
固然能夠。

• 因此，子類能夠覆蓋父類的方法

所以又引出一個結論：

當對象被調用了一個方法，程序會先從對象所屬的類中尋找此方法，若是沒有，再去此類的父類中尋找，若是尚未，就一直向上尋找，直到找到最頂層的父類，若是尚未，就會報錯。

（四）

咱們繼續第三個問題，全部的動物都有鳴叫的方法call()，可是全部的動物叫聲都不同，那麼若是new一個Animal對象，它會怎麼叫呢？

答案是：根本就不存在Animal這種對象，所以，有些類是不能new的。這種對象一旦new出來，不只沒有意義，並且很危險。
因此，必需要對這種特殊的類，作一個標註，使它不能new，但能夠被繼承。
這樣，就有了抽象類，抽象類中至少有一個抽象方法。

抽象的，就是不具體的，這意味着只須要關注抽象方法的功能，而不關心它的具體實現方式。抽象方法只有方法名、返回值類型，而沒有語句，因此它不能被執行。
抽象類只有被具體類繼承，而且經過覆蓋父類的方法，把抽象方法實現以後，才能被new出來。

由於上圖中的Bird，覆蓋了Animal的Call()，它不包括任何抽象方法，因此Bird是一個具體的類，能夠被new出來。

類和接口

（五）

人類是哺乳類動物也是靈長類動物，那麼能夠同時繼承兩個類嗎？
在回答問題以前，先來看一個例子：

播放器按照功能能夠分爲CD、VCD、DVD，他們都有播放方法Play()。

若是有一種新型的VCD和DVD的綜合播放器，那應該怎麼繼承呢？

同時繼承兩個父類，看似這樣沒問題，但實際調用Play()的時候，到底調用哪一個父類的Play()方法呢？

因此這是不行的，事實上，Java也是不容許這樣作的。

那麼若是有這種「繼承」兩個類的需求，怎麼辦呢？

有一種方法，就是把Play()變成抽象方法，讓複合播放器實現這個抽象方法，便可。

但這樣作，只是把多重繼承變成了單一繼承，雖然可用，但沒有從根本上解決問題。

因而，接口出現了，接口的出現就能夠解決多重繼承的問題。

（六）

若是有一種寵物貓，它既有貓的屬性，也有做爲寵物的功能，按理說，它應該同時繼承於Animal和Pet這兩個類，可現實是不容許這麼作。

如何用接口實現呢？——把Pet類的全部方法都變成抽象方法！而Animal不變。

這樣，從理論上能夠避免方法的衝突。爲何呢？由於實現抽象方法必需要覆蓋，這樣，即便父類和這個抽象類有重名方法，也會被子類覆蓋掉。

但Pet畢竟仍是個類啊，Java不容許繼承兩個類。

因此，什麼是接口呢？接口就是100%抽象的類。接口只有抽象方法。

如今的Cat類依然能夠繼承Animal，但對於Pet來講，就不是繼承了，而是實現了Pet接口。

因爲接口實100%抽象的，因此永遠也不會出現方法重名了。

用一句話概況就是，一個類只能繼承另外一個類，接口只能繼承另外一個接口，但類能夠實現多個接口。

其實接口（interface）也屬於類（class），那麼他們有什麼區別呢？
類是用來New對象的，接口是用來被實現的，因此當某個類實現了某個接口以後，它就具有了這個接口的全部功能。所以才說：接口其實是一種協議、一種規範。

總結

讓咱們回到這個規律：

• 絕對不重複造輪子，只要一段代碼出現了兩次，就必定要把它們共有的代碼抽象出來。

由於一樣的對象出現了兩次，因此把對象的共同點抽象出來，就有了類。
由於兩個類有相同的功能，因此把相同的功能抽象出來，就有了繼承。
由於要解決繼承兩個類的問題，因此把一個類抽象出來，就有了接口。

擴展

本文的內容大可能是基於《Head First Java》精簡出來的，所以比較基礎，實際項目中，類和接口有它們特定的做用。

接口是圖紙，是上層建築，是從宏觀上規劃一個項目的構成。就像錢塘江大橋的修築，固然不能從頭開始一點一點的來搭建，而是先有圖紙，再有零件。把一個項目分紅幾個大零件，最後再拼裝起來。

類是方便量產零件的模具。當開發商拿到圖紙以後，只看圖紙造零件並非很方便，生產效率也低。因而開發商在圖紙的基礎上進行加工，使其從扁平的圖紙變成一個個活生生的模板，根據這個模板能夠直接量產零件。這樣就提升了效率。

回到計算機，實際的軟件項目就是，先定接口，接口規範了某個方法的功能，但不關心具體實現方式。
而後就能夠放心的分工了，因爲接口是肯定的，只要每一個人的代碼都遵循接口的規範，就能夠保證合做編寫的代碼能夠成功對接。
在這些接口上寫出來的類，就能夠知足項目的功能了。

因此類是量產的模具，接口除了解決多重繼承以外，也是項目的圖紙。