Java程序設(shè)計教程（第三版）課件 項目六 抽象類、接口和包

項目六抽象類、接口和包

類的繼承是OPP（面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計）的特點之一，但一個子類只能繼承自一個超類，還是存在局限性，可以使用接口解決。一個類可以實現(xiàn)多個接口，體現(xiàn)了OPP的多態(tài)性特點。項目描述

在繼承類或?qū)崿F(xiàn)接口的時候，超類或接口中的方法大多只有方法名，沒有方法體，稱為抽象方法，包含抽象方法的類稱為抽象類。為了管理方便，可以將一些功能相似的類放入包中，這也體現(xiàn)了OPP的封裝性，包中和類與方法可以用不同的關(guān)鍵詞修飾以獲得不同的訪問權(quán)限。任務(wù)一抽象類和抽象方法

【任務(wù)描述】任務(wù)6_1：創(chuàng)建一個有關(guān)于立體模型，名為Three_dimension的抽象類，屬性有“底面圓半徑”、“高”，抽象方法:１)計算此立體模型的表面積。2)計算此立體模型的體積。

任務(wù)6_2：分別創(chuàng)建一個圓柱體的子類Circular_cylinder和一個圓錐體的子類Circular_cone，覆蓋超類Three_dimension當(dāng)中的抽象方法。任務(wù)6_3：寫一個包含main()方法的測試類。在main()方法中產(chǎn)生兩個子類的實例對象。再求出底面圓半徑為2，高為10的兩個立體模型的表面積和體積。

【必備知識】

1．什么是抽象方法。（用abstract關(guān)鍵字去聲明的方法)

在前面的項目中我們學(xué)習(xí)了類的繼承，在超類中所定義的方法，有的時候沒有方法體，子類要繼承超類的時候才在方法中寫出方法體。這是因為多個子類在繼承同一超類的時候，方法體并不相同，比如超類“公司職員”，子類有“前臺秘書”、“銷售代表”和“董事長”，但他們的工資計算方法不同，“前臺秘書”是領(lǐng)月薪的，“銷售代表”是領(lǐng)月薪和提成的，而“董事長”是拿年薪和分紅的。這時候在超類中，工資計算方法就不能寫出方法體，而是要在各個子類當(dāng)中再寫出來。這種沒有方法體的方法稱為抽象方法。2．抽象方法的聲明

抽象方法的聲明格式為：

[格式6_1抽象方法的聲明]

權(quán)限修飾符abstract

返回值類型方法名（形式參數(shù)列表）；

說明：

（1）修飾符abstract用于定義抽象方法及抽象類；

（2）abstract放在權(quán)限修飾符與返回值類型之間，如果有static，則放在static之后；

（3）方法名后的參數(shù)是形式參數(shù)；

（4）抽象方法不能有方法體，也不能有{}，因此要加上；表示此句結(jié)束。3．抽象類（１）一個類中如果定義了抽象方法，這個類必須定義為抽象類。（２）抽象類的定義，在class前使用修飾符abstract。在抽象類中可以沒有抽象方法，但抽象方法必須在抽象類中。（３）抽象類不能用new語句創(chuàng)建實例，如果想要創(chuàng)建實例，必須要用子類將抽象方法繼承后再用子類創(chuàng)建實例。子類必須覆蓋超類中的所有抽象方法，否則子類也必須定義為抽象類。4．抽象類的定義抽象類的定義格式如下：[格式6_2抽象類的定義]權(quán)限修飾符abstract抽象類名稱{數(shù)據(jù)類型成員變量1；//聲明成員變量1數(shù)據(jù)類型成員變量2；//聲明成員變量2

……權(quán)限修飾符abstract返回值類型方法名1（形式參數(shù)列表）；

權(quán)限修飾符abstract返回值類型方法名2（形式參數(shù)列表）；

……

}說明：（1）抽象類是類的一種，類名要遵循標(biāo)志符的命名規(guī)則，并且每個單詞首字母要大寫；（2）抽象類可以包含抽象方法，也可以包含普通的方法；（3）抽象類是不能直接創(chuàng)建實例，需要被子類繼承后再由子類創(chuàng)建實例。【解題思路】

任務(wù)6_1：

1.用abstract修飾符定義一個名為Three_dimension的抽象類；

2.往Three_dimension類中添加屬性：底邊圓半徑r和高h(yuǎn)；

3.往Three_dimension類中添加構(gòu)造方法，讀入底邊圓半徑r和高h(yuǎn)；

4.往Three_dimension類中添加superficial_area()和volume()兩個抽象方法，分別用于計算立體模型的表面積和體積。任務(wù)6_2：

5.定義一個圓柱體的子類Circular_cylinder和一個圓錐體的子類Circular_cone，覆蓋超類Three_dimension；

6.覆蓋超類的構(gòu)造方法和抽象方法；

任務(wù)6_３：在測試類中，創(chuàng)建對象，計算出底面圓半徑為2，高為10的兩個立體模型的表面積和體積。【任務(wù)透析】//Three_dimension.java

public

abstract

classThree_dimension {

doubler;//聲明底邊圓面積屬性

doubleh;//聲明高屬性

Three_dimension(doubleradius,doubleheight) { r=radius; h=height; }

public

abstract

doublesuperficial_area();

public

abstract

doublevolume();//Circular_cylinder.javapublic

classCircular_cylinderextendsThree_dimension{Circular_cylinder(doubler,doubleh){ super(r,h);}

public

doublesuperficial_area(){ returnr*r*Math.PI*2+r*h*Math.PI*2;//圓柱體的表面積}

public

doublevolume(){ returnr*r*Math.PI*h;//圓柱體的體積}}//Circular_cone.javapublic

classCircular_coneextendsThree_dimension{Circular_cone(doubler,doubleh){

super(r,h);}

public

doublesuperficial_area(){

returnMath.PI*r*Math.sqrt(r*r+h*h);//圓錐體的表面積

}

public

doublevolume(){

returnr*r*Math.PI*h/3;//圓錐體的體積

}}//Example6_1public

classExample6_1{

public

static

voidmain(String[]args){Circular_cylinderc1=newCircular_cylinder(2,10);//創(chuàng)建圓柱體實例c1Circular_conec2=newCircular_cone(2,10);//創(chuàng)建圓錐體實例c2System.out.println("圓柱體的表面積為"+c1.superficial_area());System.out.println("圓柱體的體積為"+c1.volume());System.out.println("圓錐體的表面積為"+c2.superficial_area());System.out.println("圓錐體的體積為"+c2.volume());}}圖6.1Example6_1.java的運(yùn)行結(jié)果【課堂提問】

★什么是抽象方法，什么是抽象類，它們應(yīng)如何定義或聲明？

★抽象類必須要包含抽象方法嗎？抽象方法必須要在抽象類中嗎？

★如果子類不能覆蓋超類中的全部抽象方法，子類必須是抽象類嗎？

★如果抽象類中有非抽象的方法，子類也可以覆蓋這個方法嗎？

【現(xiàn)場演練】

定義一個表示員工的Employee抽象類，包含的屬性有“姓名”、“性別”和“年齡”，還有表示工資計算的方法salary_count()。再定義兩個繼承自Employee的子類，一個為表示經(jīng)理的Manager，一個為表示秘書的Secretary，覆蓋salary_count()方法。任務(wù)二接口與接口的實現(xiàn)

【任務(wù)描述】任務(wù)6_3：定義一個表示控制器的接口Controller，成員變量有表示開關(guān)狀態(tài)的power、表示音量的volumn，成員方法有構(gòu)造方法、設(shè)置開關(guān)狀態(tài)的powerOnOff()方法、提高音量的volumnUp()方法、降低音量的volumnDown()方法。再定義一個它的子接口RemoteController表示遙控器。任務(wù)6_4：定義一個類Tv實現(xiàn)遙控器接口，覆蓋所有方法，創(chuàng)建Tv對象，并調(diào)用這些方法?！颈貍渲R】1．什么是接口與前面介紹的類相似，接口是另一種定義數(shù)據(jù)類型的方法。接口也可以定義自己的成員變量與成員方法，可以通過繼承產(chǎn)生子接口，而且接口只有被類實現(xiàn)后才可以創(chuàng)建對象。接口的命名方法與類命名一樣，而且與類不能重名。接口用public修飾后，.java文件必須以這個接口名命名。接口是體現(xiàn)OOP（面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計）多態(tài)性的重要途徑，一個類只能繼承自一個超類（單繼承），但一個類可以實現(xiàn)多個接口（多繼承）。如在實際運(yùn)用中，正方形既繼承長方形，又繼承菱形的一些特征，如果把長方形和菱形定義為類，顯然正方形不可能同時繼承這兩個超類，這時可以把長方形和菱形定義為接口，由正方形實現(xiàn)這兩個接口，達(dá)到了多繼承的目的。接口中方法必須全部為抽象方法。與類的繼承相似，在實現(xiàn)接口的時候，類必須覆蓋接口中所有的方法。如果一個類同時實現(xiàn)了幾個接口，也必須覆蓋所有接口中的所有方法。2．接口如何定義接口的定義格式為：[格式6_3接口定義方法]interface接口名{

publicstaticfinal數(shù)據(jù)類型1變量1=值1；

publicstaticfinal數(shù)據(jù)類型2變量2=值2；

……publicabstract返回值類型1方法名1（形式參數(shù)列表）；

publicabstract返回值類型2方法名2（形式參數(shù)列表）；

……

}說明：（1）修飾符interface用于定義接口；（2）接口中的成員變量用publicstaticfinal修飾，說明接口中只能聲明常量，因此，成員變量在聲明后應(yīng)該立即賦值；（3）成員變量前的publicstaticfinal修飾符可以全部或部分省略；（4）接口中的成員方法用publicabstract修飾，說明接口中的方法必須都是抽象方法；（5）成員方法前的publicabstract可以省略，但省略后所代表的意義不變。3．接口怎樣繼承[格式6_4接口繼承方法]interface接口名1extends接口名2，接口名3，...{……

}說明：（1）接口的繼承格式與類的繼承格式相同；（2）一個接口可以繼承自多個接口；（3）子接口繼承超接口后，超接口中所有的屬性和方法也被子接口繼承。4．接口怎樣實現(xiàn)與抽象類相似，接口定義后不能直接創(chuàng)建對象，必須由類實現(xiàn)后再創(chuàng)建類的對象。每個類只能繼承自一個超類，但可以實現(xiàn)多個接口。實現(xiàn)方法如下：[格式6_5接口實現(xiàn)方法]class類名extends超類名implements接口1，接口2，...{

public返回值類型1方法名1（形式參數(shù)列表）；//覆蓋方法1

public返回值類型2方法名2（形式參數(shù)列表）；//覆蓋方法2

……

}

說明：

（1）一個類可以實現(xiàn)多個接口，用implements引導(dǎo)，多個接口用，分隔；

（2）可以在實現(xiàn)接口的同時繼承超類；

（3）必須要覆蓋所有接口的所有方法；

（4）覆蓋這些方法時，public修飾符不能省略；

（5）接口中的變量可以被覆蓋，也可以不被覆蓋?！窘忸}思路】

任務(wù)6_4：1.定義一個名為Controller的接口；2.往Controller接口中添加方法：構(gòu)造方法、powerOnOff()表示設(shè)置開關(guān)、volumnUp()和volumnDown()方法提高或降低音量；3.在接口Controller中繼續(xù)添加一個抽象方法outPut();4.定義一個名為RemoteController的子接口。任務(wù)6_5：5.定義一個Tv的類，實現(xiàn)接口RemoteController，并添加成員變量：開關(guān)狀態(tài)power和音量volumn。6.覆蓋所實現(xiàn)接口所有的方法；7.創(chuàng)建對象，調(diào)用這些方法?！救蝿?wù)透析】//Controller.javapublic

interfaceController{

voidpowerOnOff();//設(shè)置開關(guān)狀態(tài)的抽象方法

voidvolumnUp(intincrement);//整型increment表示音量的步進(jìn)值

voidvolumnDown(intincrement);

voidoutPut();//輸出所有成員變量值; //以上所有抽象方法都省略了publicabstract}//RemoteController.javapublic

interfaceRemoteControllerextendsController{ //接口RemoteController繼承自接口Controller}//Tv.javapublic

classTvimplementsRemoteController{

booleanpower;//成員變量power表示開關(guān)的狀態(tài)

intvolumn;//成員變量volumn表示音量

intvolumnTemp;//成員變量volumTemp表示音量的暫存項

Tv(booleanpower,intvolumn)//定義構(gòu)造方法

{

this.power=power;

this.volumn=volumn; }

public

voidpowerOnOff(){ power=!power;

if(power) volumn=volumnTemp;

else { volumnTemp=volumn; volumn=0; } }public

voidvolumnUp(intincrement){ volumn=volumn+increment;}

public

voidvolumnDown(intincrement){ volumn=volumn-increment;}

public

voidoutPut(){ System.out.print("當(dāng)前電視機(jī)的狀態(tài)是"+power+","); System.out.println("當(dāng)前電視機(jī)的音量是"+volumn); }}//Example6_2.javapublic

classExample6_2{

public

static

voidmain(Stringargs[]){Tvt=newTv(true,10);//創(chuàng)建實例t并代入初始量

t.outPut();t.volumnUp(3);//將音量升高3;t.outPut();t.volumnDown(2);//將音量降低2;t.outPut();t.powerOnOff();t.outPut();t.powerOnOff();t.outPut();}}圖6.2Example6_2.java的運(yùn)行結(jié)果【課堂提問】★什么是接口，接口里都有什么？★接口的實現(xiàn)與類的繼承有什么異同之處？★接口如何繼承？★類實現(xiàn)接口時，如果這個類不是抽象類，是否必須覆蓋這個接口中所有的方法？如果這個類是抽象類，那么又如何？【現(xiàn)場演練】定義一個類Car實現(xiàn)上述例題中的RemoteControl接口表示遙控汽車，成員變量有boolean型的power表示開關(guān)狀態(tài)、int型的volumn表示速度，成員方法有構(gòu)造方法、powerOnOff()設(shè)置開關(guān)狀態(tài)、volumnUp()和volumnDown()表示提高或降低速度。創(chuàng)建Car對象，并調(diào)用這些方法。任務(wù)三包與訪問權(quán)限

【任務(wù)描述】任務(wù)6_3：定義一個類Example3，然后將這個類封裝在名為package1的包中，設(shè)置這個類只能在包內(nèi)是可見的。【必備知識】1．什么是包在Java中，為了方便管理類，可以將一些相關(guān)的類用包來組織。包不僅是一種管理與組織類的方式，而且可以避免類的命名沖突。在包中定義的類必須要通過包名來訪問。這樣，在不同的包中，就可以出現(xiàn)相同名稱的類，減少重名的發(fā)生率。除了方便管理與組織，包的另外一個用處是設(shè)定類的訪問機(jī)制。類可以設(shè)定為只能在包中訪問，也可以設(shè)定為在包外可以訪問，這樣也體現(xiàn)了OOP（面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計）的封裝性。2．如何定義包包的定義方法如下：[格式6_6包的定義方法]package包名；class類名{……

}說明：（1）包的定義用package語句；（2）包的定義在類的頂部；（3）Java中所有的類都屬于某個包，如果沒有指定，則在默認(rèn)包中；3．怎樣設(shè)定權(quán)限其實從我們編寫第一個Java源程序開始，權(quán)限修飾符public就一直伴隨著我們。在Java中，有三個權(quán)限修飾符，分別是public、protected和private，這三個關(guān)鍵字都可以用于修飾方法和變量等，用來設(shè)置它們不同的訪問控制權(quán)限。除此之外，public還可以用來修飾接口和類。使用public修飾的公有類對所有類都是可見的，也就是說可以被同一個包中的類訪問，也可以被不同包中的類訪問。值得一提的是，在一個.java文件中只能有一個公有類，且這個類（即主類）的名字必須與.java文件的名字相同，如果在一個.java文件中有幾個類，但沒有公有類，則哪個類與.java文件的名字相同，哪個就是主類。三個修飾符public、protected、private形成了四種訪問權(quán)限。public修飾的成員能被所有類訪問；無修飾符時，成員只能在包內(nèi)被訪問；protected修飾的成員除了在包內(nèi)有可見性外，在其它包中，只有這個類的才能訪問這些成員；private修飾的成員只能在類的內(nèi)部被訪問。假設(shè)這些修飾符修飾的成員在類1中，如圖6.3所示，圖6.3權(quán)限修飾符的作用域【解題思路】

任務(wù)6_3：1.定義一個名為Example3的類；2.在類的頂部進(jìn)行封裝；3.類的權(quán)限設(shè)置為無修飾符；4.這個名為Example6.java的文件要放在根目錄下名為package1的目錄中?！救蝿?wù)透析】//Example6_3.javapackagepackage1;classExample6_3{

public

static

voidmain(Stringargs[]){ System.out.println("helloworld!");}}圖6.4Example6_3.java的運(yùn)行結(jié)果【課堂提問】★什么是包，定義包有什么作用？★用protected修飾的成員與無修飾符修飾的成員有何不同？★同一個.java文件可以有兩個類用public修飾嗎？為什么？【現(xiàn)場演練】定義兩個包a.b.c和x.y.z，在兩個包里分別有兩個類Class1和Class2，給Class2里的成員方法c2分別用public、protected、private權(quán)限修飾，或無權(quán)限修飾，試試Class1能否調(diào)用Class2里的成員方法?！局R鏈接】☆導(dǎo)入類類訪問同一個包中的其它類很容易實現(xiàn)，但是如果要訪問其它包中的類，必須查找到被訪問到的類。有兩種方法可以完成。第一種方法是在每個類名前添加完成的包名，如：java.x.y.z.Class2c=newjava.x.y.z.Class2()；很顯然，這種方法比較