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法,就会出现错误。那是由于 Instrument 的意图是为从它衍生出去的所有类都创建一个通用接口。
之所以要建立这个通用接口,唯一的原因就是它能为不同的子类型作出不同的表示。它为我们建立了一种基
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,正如上一节指出的
那样,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,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”。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。
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。
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。
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:
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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〃; }
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…………………………………………………………Page 172……………………………………………………………
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。
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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。
7。5 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:
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
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import java。util。*;
interface Instrument5 {
// pile…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() {
Sys