抽象类，接口、final关键字、单例设计模式、枚举
《抽象类》
我认为的定义：
- 拥有抽象方法的类就是抽象类。
- 抽象方法：是只有方法签名没有方法体，必须用abstract修饰。
- 抽象类本身也要用abstract修饰的，作用是让子类继承，子类一定要重写抽象方法。
- 模板思想，设计模板模式。
- 1.1 概述
1.1.1 抽象类引入
父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了(因为子类对象会调用自己重写的方法)。换句话说，父类可能知道子类应该有哪个功能，但是功能具体怎么实现父类是不清楚的（由子类自己决定），父类完全只需要提供一个没有方法体的方法签名即可，具体实现交给子类自己去实现。我们把没有方法体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。
- 抽象方法 ：没有方法体的方法。
- 抽象类：包含抽象方法的类。
1.2 abstract使用格式
abstract是抽象的意思，用于修饰方法方法和类，修饰的方法是抽象方法，修饰的类是抽象类。
1.2.1 抽象方法
使用abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
定义格式：
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；代码举例：
public abstract void run()；1.2.2 抽象类
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。注意：抽象类不一定有抽象方法，但是有抽象方法的类必须定义成抽象类。
定义格式：
abstract class 类名字 {
}代码举例：
public abstract class Animal {
public abstract void run()；
}1.2.3 抽象类的使用
要求：继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。
代码举例：
// 父类,抽象类
abstract class Employee {
private String id;
private String name;
private double salary;
public Employee() {
}
public Employee(String id, String name, double salary) {
this.id = id;
this.name = name;
this.salary = salary;
}
// 抽象方法
// 抽象方法必须要放在抽象类中
abstract public void work();
}
// 定义一个子类继承抽象类
class Manager extends Employee {
public Manager() {
}
public Manager(String id, String name, double salary) {
super(id, name, salary);
}
// 2.重写父类的抽象方法
@Override
public void work() {
System.out.println("管理其他人");
}
}
// 定义一个子类继承抽象类
class Cook extends Employee {
public Cook() {
}
public Cook(String id, String name, double salary) {
super(id, name, salary);
}
@Override
public void work() {
System.out.println("厨师炒菜多加点盐...");
}
}
// 测试类
public class Demo10 {
public static void main(String[] args) {
// 创建抽象类,抽象类不能创建对象
// 假设抽象类让我们创建对象,里面的抽象方法没有方法体,无法执行.所以不让我们创建对象
// Employee e = new Employee();
// e.work();
// 3.创建子类
Manager m = new Manager();
m.work();
Cook c = new Cook("ap002", "库克", 1);
c.work();
}
}tips：此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法
1.3 抽象类的特征
抽象类的特征总结起来可以说是 有得有失
有得：抽象类得到了拥有抽象方法的能力。
有失：抽象类失去了创建对象的能力。
其他成员（构造器，实例方法，静态方法等）抽象类都是具备的。
1.4 抽象类的注意事项
关于抽象类的使用，以下为语法上要注意的细节，虽然条目较多，但若理解了抽象的本质，无需死记硬背。
- 抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
- 抽象类中，可以有构造器，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。
- 抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
- 抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则子类也必须定义成抽象类，编译无法通过而报错。理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。
- 抽象类存在的意义是为了被子类继承，抽象类体现的是模板思想。理解：抽象类中已经实现的是模板中确定的成员，抽象类不确定如何实现的定义成抽象方法，交给具体的子类去实现。
1.5 抽象类存在的意义（为什么会有抽象类）
（1）被继承，抽象类就是为了被子类继承，否则抽象类将毫无意义。(核心意义)
（2）抽象类体现的是"模板思想"：部分实现，部分抽象。
-- 可以使用抽象类设计一个模板模式。那么什么是模板（设计）模式呢？
是前人（技术大牛，一些官方协会或者一些知名的IT公司）已经研发好或者设计好的优秀软件设计思想，后来者可以直接使用就能够得到很好的软件模式。
模板模式的优点就是：部分实现，部分抽象，可以简化功能代码，提高开发效率。
就比如我们写一个作文它也会有模板：标题和第一段以及最后一段是固定的，正文部分交给使用模板的人自己去实现。
比如我们现在使用抽象类设计一个模板模式的应用，例如在小学的时候，我们经常写作文，通常都是有模板可以套用的。假如我现在需要定义新司机和老司机类，新司机和老司机都有开车功能，开车的步骤都一样，只是驾驶时的姿势有点不同，新司机:开门,点火,双手紧握方向盘,刹车,熄火，老司机:开门,点火,右手握方向盘左手抽烟,刹车,熄火。我们可以将固定流程写到父类中，不同的地方就定义成抽象方法，让不同的子类去重写，demo如下:
// 司机开车的模板类
public abstract class Driver {
public void go() {
System.out.println("开门");
System.out.println("点火");
// 开车姿势不确定?定义为抽象方法
ziShi();
System.out.println("刹车");
System.out.println("熄火");
}
public abstract void ziShi();
}现在定义两个使用模板的司机：
public class NewDriver extends Driver {
@Override
public void ziShi() {
System.out.println("新司机双手紧握方向盘");
}
}
public class OldDriver extends Driver {
@Override
public void ziShi() {
System.out.println("老司机右手握方向盘左手抽烟...");
}
}编写测试类
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
NewDriver nd = new NewDriver();
nd.go();
OldDriver od = new OldDriver();
od.go();
}
}可以看出，模板模式的优势是，模板已经定义了通用架构，使用者只需要关心自己需要实现的功能即可！非常的强大！
接口
1，什么是接口呢？
接口是更加彻底的抽象，接口中全部是抽象方法和常量，（JDK1.8之前）
2，接口有啥用？
接口体现的是规范思想，实现接口的类必须重写完接口中全部的抽象方法。
规范 == 约束。
2.2 定义格式
//接口的定义格式：
修饰符 interface 接口名称{
// 抽象方法
}
// 修饰符：public|缺省
// 接口的声明：interface
// 接口名称：首字母大写，满足“驼峰模式”tips：接口是更加彻底的抽象，接口中全部是抽象方法。（JDK8之前），接口同样是不能创建对象的。在JDK8之前，接口中的成分包含：抽象方法和常量
2.3 接口成分的特点
2.3.1.抽象方法
注意：接口中的抽象方法默认会自动加上public abstract修饰程序员无需自己手写！！ 按照规范：以后接口中的抽象方法建议不要写上public abstract。因为没有必要啊，默认会加上。
2.3.2 常量
在接口中定义的成员变量默认会加上：public static final修饰。也就是说在接口中定义的成员变量实际上是一个常量。这里是使用public static final修饰后，变量值就不可被修改，并且是静态化的变量可以直接用接口名访问，所以也叫常量。常量必须要给初始值。常量命名规范建议字母全部大写，多个单词用下划线连接。
案例演示
public interface InterF {
// 抽象方法！
// public abstract void run();
void run();
// public abstract String getName();
String getName();
// public abstract int add(int a , int b);
int add(int a , int b);
// 它的最终写法是：
// public static final int AGE = 12 ;
int AGE = 12; //常量
String SCHOOL_NAME = "xx一中";
}2.4 基本的实现
2.4.1 实现接口的概述
类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements关键字。
2.4.2 实现接口的格式
/**接口的实现：
在Java中接口是被实现的，实现接口的类称为实现类。
实现类的格式:*/
[修饰符] class 类名 implements 接口1,接口2,接口3...{
}question：从上面格式可以看出，接口是可以被多实现的。大家可以想一想为什么呢？
往下来看
2.4.3 类实现接口的要求和意义
- 必须重写实现的全部接口中所有抽象方法。
- 如果一个类实现了接口，但是没有重写完全部接口的全部抽象方法，这个类也必须定义成抽象类。
- 意义：接口体现的是一种规范，接口对实现类是一种强制性的约束，要么全部完成接口申明的功能，要么自己也定义成抽象类。这正是一种强制性的规范。
2.4.4 类与接口基本实现案例
假如我们定义一个运动员的接口（规范），代码如下：
/**
接口：接口体现的是规范。
* */
public interface SportMan {
void run(); // 抽象方法，跑步。
void law(); // 抽象方法，遵守法律。
String compittion(String project); // 抽象方法，比赛。
}
接下来定义一个乒乓球运动员类，实现接口，实现接口的实现类代码如下：
package com.itheima._03接口的实现;
/**
* 接口的实现：
* 在Java中接口是被实现的，实现接口的类称为实现类。
* 实现类的格式:
* [修饰符] class 类名 implements 接口1,接口2,接口3...{
*
*
* }
* */
public class PingPongMan implements SportMan {
@Override
public void run() {
System.out.println("乒乓球运动员稍微跑一下！！");
}
@Override
public void law() {
System.out.println("乒乓球运动员守法！");
}
@Override
public String compittion(String project) {
return "参加"+project+"得金牌！";
}
}测试代码：
/** 法律规范：接口*/
public interface Law {
void rule();
}
/** 这一个运动员的规范：接口*/
public interface SportMan {
void run();
}
然后定义一个实现类：
/**
* Java中接口是可以被多实现的：
* 一个类可以实现多个接口: Law ,SportMan
*
* */
public class JumpMan implements Law ,SportMan {
@Override
public void rule() {
System.out.println("尊长守法");
}
@Override
public void run() {
System.out.println("训练跑步！");
}
}从上面可以看出类与接口之间是可以多实现的，我们可以理解成实现多个规范，这是合理的。
2.5 接口与接口的多继承
Java中，接口与接口之间是可以多继承的：也就是一个接口可以同时继承多个接口。大家一定要注意：
类与接口是实现关系
接口与接口是继承关系
接口继承接口就是把其他接口的抽象方法与本接口进行了合并。
案例演示：
public interface Abc {
void go();
void test();
}
/** 法律规范：接口*/
public interface Law {
void rule();
void test();
}
*
* 总结：
* 接口与类之间是多实现的。
* 接口与接口之间是多继承的。
* */
public interface SportMan extends Law , Abc {
void run();
}
2.6 JDK 8之后的接口新增方法
从JDK 8开始之后，接口不再纯洁了，接口中不再只是抽象方法，接口还可以有默认方法（也就是实例方法），和静态方法了，还包含了私有实例方法和私有静态方法
2.6.1 含有默认方法和静态方法
默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。
代码如下：
public interface InterFaceName {
public default void method() {
// 执行语句
}
public static void method2() {
// 执行语句
}
}2.6.2 含有私有方法和私有静态方法
私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。
代码如下：
public interface InterFaceName {
private void method() {
// 执行语句
}
}2.6.3 新增方法的使用
默认方法和静态方法以及私有方法和私有静态方法，遵循面向对象的继承关系使用原则，实现类依然可以访问接口的非私有方法，对于接口中的非私有静态方法，可以直接通过接口名进行访问。
重写默认方法注意（了解）:
- 子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
- 实现类重写默认方法时，default关键字不可以保留。
2.7 实现多个接口使用注意事项
2.7.1 多个接口同名静态方法
如果实现了多个接口，多个接口中存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。
public interface A {
public static void test(){
}
}
interface B {
public static void test(){
}
}
class C implements A , B{
public static void main(String[] args) {
People.test();
B.test();
// C.test(); // 编译出错
}
}2.7.2 优先级的问题
当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：
定义接口：
interface A {
public default void methodA(){
System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
}
}定义父类：
class D {
public void methodA(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
}
}定义父类：
class D {
public void methodA(){
System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
}
}定义子类：
class C extends D implements A {
// 未重写methodA方法
}定义测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
C c = new C();
c.methodA();
}
}
输出结果:
DDDDDDDDDDDD由此看出，我们可以对接口总结以下：
- 接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static final修饰。
- 接口中的方法全是抽象方法，默认会自动加上public abstract修饰
- JDK 8开始，接口不再纯洁，支持静态方法，默认方法，私有方法。
- 接口中，没有构造器，不能创建对象。
- 类与接口是多实现的
- 接口与接口是多继承的
- 接口体现的规范。
《代码块》
代码块是类的五大成分之一（成员变量，构造器，方法，代码块，内部类）
代码块按照有无static修饰可以分为静态代码块和实例代码块。
静态代码块：
-- 有static修饰，属于当前类本身，与类一起优先加载，加载的时候会自动触发执行。
-- 格式:
static{
}
-- 静态代码块的作用：可以在类执行方法之前进行静态资源数据的初始化操作。
上代码：
public class CodeDemo01 {
public static List<String> datas = new ArrayList<>();
// 静态代码块。
static {
// 静态代码块的作用：可以在类执行方法之前进行静态资源数据的初始化操作。
System.out.println("静态代码块被触发执行~~~~~~~~");
datas.add("东");
datas.add("南");
datas.add("西");
datas.add("北");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(datas);
}tips：实例代码块：
-- 无static修饰的的代码块，属于类的每个对象的，会与对象一起加载，
每次创建对象的时候都会自动执行一次实例代码块的执行。
-- 格式：{}
-- 可以用于初始化实例资源的数据。
-- 实例代码块的代码相当于是提取到每个构造器中去执行的。final关键字
3.1 概述
学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。那么我们能不能随意的继承API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况，Java提供了final 关键字，用于修饰不可改变内容。
- final： 不可改变，最终的含义。可以用于修饰类、方法和变量。
- 类：被修饰的类，不能被继承。
- 方法：被修饰的方法，不能被重写。
- 变量：被修饰的变量，有且仅能被赋值一次。
3.2 使用方式
3.2.1 修饰类
final修饰的类，不能被继承。
格式如下：
final class 类名 {
}代码:
final class Fu {
}
// class Zi extends Fu {} // 报错,不能继承final的类查询API发现像 public final class String 、public final class Math 、public final class Scanner 等，很多我们学习过的类，都是被final修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。
3.2.2 修饰方法
final修饰的方法，不能被重写。格式如下：
修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表){
//方法体
}代码:
class Fu2 {
final public void show1() {
System.out.println("Fu2 show1");
}
public void show2() {
System.out.println("Fu2 show2");
}
}
class Zi2 extends Fu2 {
// @Override
// public void show1() {
// System.out.println("Zi2 show1");
// }
@Override
public void show2() {
System.out.println("Zi2 show2");
}
}3.2.3 修饰变量-局部变量
- 局部变量——基本类型基本类型的局部变量，被final修饰后，只能赋值一次，不能再更改。代码如下：
public class FinalDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 声明变量，使用final修饰
final int a;
// 第一次赋值
a = 10;
// 第二次赋值
a = 20; // 报错,不可重新赋值
// 声明变量，直接赋值，使用final修饰
final int b = 10;
// 第二次赋值
b = 20; // 报错,不可重新赋值
}
}想一下，如下两种写法，哪种可以通过编译？
写法1：
final int c = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
c = i;
System.out.println(c);
}写法2：
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int c = i;
System.out.println(c);
}根据 final 的定义，不难看出，写法1报错！写法2，为什么通过编译呢？因为每次循环，都是一次新的变量c。这也是大家需要注意的地方。
3.2.4 修饰变量-实例成员变量
成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有显示初始化和构造器初始化，只能选择其中一个：
- 显示初始化(在定义成员变量的时候立马赋值)；
public class Student {
final int num = 10;
}构造器初始化(在构造器中赋值一次)。
注意：每个构造器中都要赋值一次！
public class Student {
final int num = 10;
final int num2;
public Student() {
this.num2 = 20;
// this.num2 = 20;
}
public Student(String name) {
this.num2 = 20;
// this.num2 = 20;
}
}tips：被final修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。
单例设计模式
我们正常情况下一个类可以创建多个对象
public static void main(String[] args) {
// 正常情况下一个类可以创建多个对象
Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();
Person p3 = new Person();
}4.1 单例设计模式的作用
单例模式，是一种常用的软件设计模式。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的这个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例。
4.2 单例设计模式实现步骤
- 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
- 在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
- 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
4.3 单例设计模式的类型
根据实例化对象的时机单例设计模式又分为以下两种:
- 饿汉单例设计模式
- 懒汉单例设计模式
4.4 饿汉单例设计模式
饿汉单例设计模式就是使用类的时候已经将对象创建完毕，不管以后会不会使用到该实例化对象，先创建了再说。很着急的样子，故被称为“饿汉模式”。
代码如下：
public class Singleton {
// 1.将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
private Singleton() {}
// 2.在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 3.定义一个静态方法返回这个唯一对象。
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}4.5 懒汉单例设计模式
懒汉单例设计模式就是调用getInstance()方法时实例才被创建，先不急着实例化出对象，等要用的时候才例化出对象。不着急，故称为“懒汉模式”。
代码如下：
public class Singleton {
// 2.在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
private static Singleton instance;
// 1.将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
private Singleton() {}
// 3.定义一个静态方法返回这个唯一对象。要用的时候才例化出对象
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}注意：懒汉单例设计模式在多线程环境下可能会实例化出多个对象，不能保证单例的状态。我们在学习完多线程的时候还会再讲解如何解决这个问题。
summary：
单例模式可以保证系统中一个类只有一个对象实例。
实现单例模式的步骤：
- 将构造方法私有化，使其不能在类的外部通过new关键字实例化该类对象。
- 在该类内部产生一个唯一的实例化对象，并且将其封装为private static类型的成员变量。
- 定义一个静态方法返回这个唯一对象。
枚举
question：为什么会有枚举
下面我们不使用枚举
假设我们要定义一个人类，人类中包含姓名和性别。通常会将性别定义成字符串类型，效果如下：
public class Person {
private String name;
private String sex;
public Person() {
}
public Person(String name, String sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 省略get/set/toString方法
}
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", "男");
Person p2 = new Person("张三", "abc"); // 因为性别是字符串,所以我们可以传入任意字符串
}
}所以从此看出：不使用枚举存在的问题：可以给性别传入任意的字符串，导致性别是非法的数据，不安全。
5.2 枚举的作用与应用场景
枚举的作用：一个方法接收的参数是固定范围之内的时候，那么即可使用枚举。
5.3 枚举的基本语法
5.3.1 枚举的概念
枚举是一种特殊类。枚举是有固定实例个数的类型，我们可以把枚举理解成有固定个数实例的多例模式。
5.3.2 定义枚举的格式
enum 枚举名 {
第一行都是罗列枚举实例,这些枚举实例直接写大写名字即可。
}5.3.3 案例
- 定义枚举：BOY表示男，GIRL表示女
enum Sex {
BOY, GIRL; // 男，女
}2.Perosn中的性别有String类型改为Sex枚举类型
public class Person {
private String name;
private Sex sex;
public Person() {
}
public Person(String name, Sex sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 省略get/set/toString方法
}3.使用是只能传入枚举中的固定值
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", Sex.BOY);
Person p2 = new Person("张三", Sex.GIRL);
Person p3 = new Person("张三", "abc");
}
}5.3.4 枚举的其他内容
枚举的本质是一个类，我们刚才定义的Sex枚举最终效果如下：
enum Sex {
BOY, GIRL; // 男，女
}
// 枚举的本质是一个类，我们刚才定义的Sex枚举相当于下面的类
final class SEX extends java.lang.Enum<SEX> {
public static final SEX BOY = new SEX();
public static final SEX GIRL = new SEX();
public static SEX[] values();
public static SEX valueOf(java.lang.String);
static {};
}枚举的本质是一个类，所以枚举中还可以有成员变量，成员方法等
public enum Sex {
BOY(18), GIRL(16);
public int age;
Sex(int age) {
this.age = age;
}
public void showAge() {
System.out.println("年龄是: " + age);
}
}
public class Demo03 {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person("张三", Sex.BOY);
Person p2 = new Person("张三", Sex.GIRL);
Sex.BOY.showAge();
Sex.GIRL.showAge();
}
}summary：
枚举的作用：枚举通常可以用于做信息的分类，如性别，方向，季度等。
- 枚举类在第一行罗列若干个枚举对象。（多例）
- 第一行都是常量，存储的是枚举类的对象。
- 枚举是不能在外部创建对象的，枚举的构造器默认是私有的。
- 枚举通常用于做信息的标志和分类。
- 枚举的特点：
- 1.枚举类不能被继承。
- 2.枚举默认继承了枚举类型：java.lang.Enum*
- 3.枚举类的第一行都是罗列枚举类的对象。他们都是常量
- 4.枚举类的构造器是私有的，枚举类相当于是多例模式。
- 枚举用于做信息的分类和标志。
- 枚举类的第一行都是罗列枚举类的对象，枚举类相当于是多例模式。
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