Java中的接口与抽象类

# 1. 接口的概念与特点

### 1.1 什么是接口
接口是一种抽象的数据类型，定义了对象之间交互的规范或契约。它只包含方法的声明，但没有方法的实现。

### 1.2 接口与类的区别
| 区别点 | 接口 | 类 |
|--------------|---------------|--------------|
| 方法实现 | 只有方法声明 | 有具体实现 |
| 多继承 | 支持多继承 | 不支持多继承 |
| 变量 | 只能定义常量 | 可定义变量与常量 |
### 1.3 接口的特点和用途
- **特点**：
- 接口中的方法默认是public abstract类型。
- 接口中的变量默认是 public static final类型。
- 接口不能被实例化，只能被实现。
- **用途**：
- 实现多态性。
- 实现类和接口的松耦合。

接口的概念与特点是面向对象程序设计中的重要基础，对于理解和应用 Java 中的接口至关重要。接下来将详细讨论接口的定义与实现方式。

# 2. 接口的定义与实现

### 2.1 如何在Java中定义接口
在Java中，可以通过使用`interface`关键字来定义接口。接口可以包含方法的签名，但不能包含方法的实现。

示例代码：

public interface Shape {
    void draw();
    double calculateArea();
}

### 2.2 接口中可以包含哪些内容
接口可以包含以下内容：
- 常量：在接口中定义的变量默认为`public static final`，可以在实现类中直接使用。
- 抽象方法：接口中的方法默认为`public abstract`，实现类必须重写接口中的所有抽象方法。

示例代码：

public interface Animal {
    String TYPE = "mammal";

    void eat();
    void sleep();
}

### 2.3 在类中实现接口的方式
在Java中，一个类可以实现一个或多个接口，使用`implements`关键字实现接口。类需要实现接口中定义的所有方法。

示例代码：

public class Circle implements Shape {
    private double radius;

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle.");
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

### 接口定义与实现的流程图

graph LR
    A(定义接口) --> B(包含常量和抽象方法)
    B --> C(实现类中实现接口)
    C --> D(重写接口中的抽象方法)

# 3. 抽象类的基础知识

#### 3.1 抽象类的概念和作用
- 抽象类是一种不能被实例化的类，用于定义一些通用的属性和方法，需要子类来实现具体的逻辑。
- 抽象类可以包含抽象方法和普通方法，子类必须实现抽象方法，普通方法可以选择性地进行重写。

#### 3.2 抽象类与普通类的区别
| 抽象类 | 普通类 |
|--------------------------------------|-----------------------------|
| 不能被实例化 | 可以被实例化 |
| 可以包含抽象方法和普通方法 | 只包含普通方法 |
| 子类必须实现抽象方法 | 子类可以选择性地重写方法 |

#### 3.3 抽象类中可以包含的成员
1. 抽象方法：只有方法声明，没有方法体，必须在子类中实现。
2. 普通方法：包含方法体的具体实现，子类可以选择性地重写。
3. 成员变量：可以包含成员变量，并通过构造方法或方法对其进行初始化。
4. 构造方法：用于初始化对象的构造方法，在子类中调用父类的构造方法进行初始化。

// 示例：定义一个抽象类Animal
public abstract class Animal {
    // 抽象方法，子类必须实现
    public abstract void eat();
    // 普通方法，子类可以选择性重写
    public void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping");
    }
    // 成员变量
    protected String name;
    // 构造方法
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}

// 实现抽象类Animal的子类Dog
public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating");
    }
}

graph LR
    A[抽象类Animal] -- 子类继承 --> B[具体子类Dog]
    A -- 抽象方法eat() --> B
    A -- 普通方法sleep() --> B
    A -- 成员变量name --> B

在上面的示例中，抽象类Animal定义了抽象方法`eat()`和普通方法`sleep()`，以及成员变量`name`和构造方法。子类Dog继承了Animal类，并实现了抽象方法`eat()`，完成了具