Java進階篇（一）——接口、繼承與多態

　　前幾篇是Java的入門篇，主要是了解一下Java語言的相關知識，從本篇開始是Java的進階篇，這部分內容可以幫助大家用Java開發一些小型應用程序，或者一些小游戲等等。

　　本篇的主題是接口、繼承與多態，在看下面的內容之前，首先需要了解一下繼承和多態。繼承機制的使用可以復用一些定義好的類，減少重復代碼的編寫；多態機制的使用可以動態調整對象的調用，降低對象之間的依存關系。有了這些概念，再來看接口是做什么用的。

一、接口

　　首先我們需要知道，Java語言只支持單重繼承，不支持多繼承。這句話的意思就是一個類只能有一個父類，但我們經常需要使用多繼承來解決問題，所以Java語言提供了接口來實現類的多重繼承功能。

　　1. 接口的定義

　　Java中使用interface來定義一個接口，接口定義與類相似（類的定義用的是class），下面直接上例子。

public interface ICalculate {
    final float PI = 3.1415f;        // 定義常量PI，表示圓周率
    float getArea(float r);            // 定義用於計算面積的方法getArea()
    float getCircumference(float r);    // 定義用於計算周長的方法getCircumference()
}

　　從上述代碼可以看出，interface是定義了一個接口，接口名為ICalculate（接口一般可以用大寫字母“I”開頭），在接口中可以定義變量和方法，但需要注意的是這里的方法都不能寫方法體，也即方法名后直接加“；”，而方法的實現是寫到實現接口的類中的。還有一點需要注意的是，接口中的所有方法都必須在實現了該接口的類中實現（可以空實現）。

　　接下來演示一下Eclipse中如何創建一個接口。

　　（1）首先在包上右鍵new一個Interface

　　

　　（2）填寫接口名並確定

　　

　　（3）編寫代碼

　　

　　2. 接口的實現

　　上面定義了一個接口，但要實現接口需要在類中用implements關鍵字，下面直接看例子，對應的接口是上例中的ICalculate。

public class Calculate implements ICalculate {

    @Override
    public float getArea(float r) {
        float area = PI*r*r;        // 計算圓面積並賦值給area
        return area;                // 返回area的值
    }

    @Override
    public float getCircumference(float r) {
        float circumference = 2*PI*r;    // 計算圓周長並賦值給circumference
        return circumference;            // 返回circumference的值
    }

}

 　　Eclipse中創建步驟如下：

　　（1）填寫類名，點擊Add添加接口

　　

　　（2）輸入查找接口並確定

　　

　　（3）接口導入后點擊確定，就可以看到如下界面，填寫相應代碼即可（創建的每個接口中的方法都必須實現，可以空實現，所以不能刪除這里的任何一個方法）

　　

　　一個類可以實現多個接口，寫法就是implements后的接口間以“，”隔開即可。如果變量沖突，則通過“接口名.變量”來明確指定變量的接口。

二、繼承

　　1. 繼承的實現

　　在Java中，使用extends關鍵字實現繼承，extends后跟的是父類名，也就是它從哪個類繼承過來的，而用extends的這個類本身稱為子類。

　　下面舉個簡單的例子，在生物學中，鴿子屬於鳥的一種，所以鳥是父類，鴿子是子類。

　　父類：

public class Bird {
    String color = "灰色";    // 顏色
    String skin = "羽毛";    // 皮毛
}

　　子類：

public class Pigeon extends Bird {
    public static void main(String[] args) {
        Pigeon pigeon = new Pigeon();
        System.out.println(pigeon.color);
    }
}

　　2. 重寫

　　簡單來說就是，如果子類方法名和父類方法名相同，那么子類就不能繼承父類的方法，此時稱子類的方法重寫了父類的方法。重寫也可稱為覆蓋。

　　舉個簡單的例子，這是一個動物類，實現了一個voice方法：

public class Animal {
　　public Animal() {}
　　public void voice() {
        System.out.println("make some voice..");
    }
}

　　創建一個Animal類的子類Dog，重寫voice方法發出狗叫：

public class Dog extends Animal{
    public Dog() {}

    @Override
    public void voice(){
        System.out.println("woof...");
    }
}

　　再創建一個Animal類的子類Cat，重寫voice方法發出貓叫：

public class Cat extends Animal {
    public Cat() {}

    @Override
    public void voice(){
        System.out.println("nya...");
    }
}

　　此時調用dog和cat中的方法都不會出現“make some voise..”字樣，而是對應的狗叫和貓叫。

　　但如果此時再創建一個Animal類的子類，但不重寫方法，此時輸出為父類Animal中voice方法的內容，創建一個子類Fish如下：

public class Fish extends Animal{
    public Fish() {}
}

　　下面創建一個Zoo類，來調用上述幾個方法測試一下：

public class Zoo {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.voice();

        Cat cat = new Cat();
        cat.voice();
        
        Fish fish = new Fish();
        fish.voice();
    }
}

　　運行結果如下：

　　

　　從運行結果可以看出，由於Dog類和Cat類都重寫了父類的方法voice()，所以執行其相應的方法，而Fish類中沒有重寫，所以執行的是父類中的方法。

　　3. super關鍵字

　　子類可以調用父類聲明的構造方法，但是必須在子類的構造方法中使用super關鍵字來調用；如果想在子類中操作父類中被隱藏的成員變量和被重寫的成員方法，也可以使用super關鍵字。這些在以后的項目中會出現，這里就不舉例了，如果使用Java編譯器的話，需要使用super關鍵字但未使用時編譯器會有錯誤提示。

三、多態

　　在Java中，通常使用方法的重載和重寫實現類的多態性。

　　重寫在上面已經介紹過了，而方法的重載是指在一個類中出現多個方法名相同，但參數個數或參數類型不同的方法，下面舉個關於重載的例子。

　　比如求圓形和矩形的面積，是兩個名稱為getArea()的方法，它們的參數個數不同，如下：

// 求圓形面積
public float getArea(float r) {
    float area = PI*r*r;
    return area;
}

// 求矩形面積
public float getArea(float a, float b) {　　// 重載getArea()方法
    float area = a*b;
    return area;
}

　　再比如添加一個學生的信息，是兩個名稱為setStudent()方法，它們的參數類型不同，如下：

// 添加學生號
public void setStudent(int ID) {
    this.stu_id = ID;
}

// 添加求學生姓名
public void setStudent(String name) {
    this.stu_name = name;
}

　　需要注意的是，在進行方法的重載時，方法返回值的類型不能作為區分方法的標志。