三、Java面向对象编程(中)

程序员文章站 2022-05-25 21:15:46

...

1.OOP特征二：继承性

1-1 使用继承性的对比

1.以下是未使用继承性的code

class Person{
//为描述和处理个人信息，定义类Person:
        public String name;
        public int age;
        public Date birth;

        public String getInfo(){
            //...
        }
    }


class Students{
//为描述和处理学生信息，定义类Student:
        public String name;
        public int age;
        public Date birth;
        
        public String school;

        public String getInfo(){
            //...
        }
    }

2.使用继承性后的code

class Person {
	public String name;
	public int age;
	public Date birthDate;
	public String getInfo() {
		// ...
	}
}
class Student extends Person {
	public String school;
}

Student类继承了父类Person的所有属性和方法，并增加了一
个属性school。Person中的属性和方法, Student都可以使用。

三、Java面向对象编程(中)

1-2 继承性的意义

为什么要有继承？
1.多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。
2.此处的多个类称为子类(派生类)，单独的这个类称为父类(基类或超类)。可以理解为:“子类 is a 父类</font>”

类继承语法规则:
class Subclass extends SuperClass{ }
PS：Subclass（子类），SuperClass（超类或基类）

继承性的作用：

减少了代码冗余，提高了代码的复用性。
更有利于功能的扩展。
让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。
注意：不要仅为了获取其他类中某个功能而去继承

1-3 继承的规则

子类不能直接访问父类中私有的(private)的成员变量和方法。（但是可以通过公用的getter和setter方法获取）
Java只支持单继承和多层继承，不允许多重继承

继承性的练习

1、定义一个学生类Student，它继承自Person类
三、Java面向对象编程(中)
2、
(1)定义一个ManKind类，包括成员变量int sex和int salary；方法void manOrWoman()：根据sex的值显示“man”(sex == 1)或者“woman”(sex == 0)；
方法void employeed()：根据salary的值显示“no job”(salary == 0)或者“ job”(salary != 0)。
(2)定义类Kids继承ManKind，并包括成员变量int yearsOld；方法printAge()打印yearsOld的值。
(3)定义类KidsTest，在类的main方法中实例化Kids的对象someKid，用该对象访问其父类的成员变量及方法。
3、根据下图实现类。在CylinderTest类中创建Cylinder类的对象，设置圆
柱的底面半径和高，并输出圆柱的体积。
三、Java面向对象编程(中)

2.方法的重写(override)

2-1 定义

定义：在子类中可以根据需要对从父类中继承来的方法进行改造，也称为方法的重置、覆盖。在程序执行时，子类的方法将覆盖父类的方法。
要求：
子类重写的方法必须和父类被重写的方法具有相同的方法名称、参数列表
子类重写的方法的返回值类型不能大于父类被重写的方法的返回值类型
子类重写的方法使用的访问权限不能小于父类被重写的方法的访问权限
- 子类不能重写父类中声明为private权限的方法
子类方法抛出的异常不能大于父类被重写方法的异常
注意：
子类与父类中同名同参数的方法必须同时声明为非static的(即为重写)，或者同时声明为static的（不是重写）。因为static方法是属于类的，子类无法覆盖父类的方法。

2-2 重写方法的举例

例一如下：

public class Person {
    public String name;
    public int age;
    public String getInfo() {
        return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
    }
}


public class Student extends Person {
    public String school;
    public String getInfo() { //重写方法
        return "Name: "+ name + "\nage: "+ age
                + "\nschool: "+ school;
    }
    public static void main(String args[]){
        Student s1=new Student();
        s1.name="Bob";
        s1.age=20;
        s1.school="school2";
        System.out.println(s1.getInfo()); //Name:Bob age:20 school:school2
    }
}

Person p1 = new Person();//调用Person类的getInfo()方法
p1.getInfo();
Student s1 = new Student();//调用Student类的getInfo()方法
s1.getInfo();
这是一种“多态性”：同名的方法，用不同的对象来区分调用的是哪一个方法。

例二如下：

class Parent {
	public void method1() {}
}
class Child extends Parent {
	//非法，子类中的method1()的访问权限private比被覆盖方法的访问权限public小
	private void method1() {}
}
public class UseBoth {
	public static void main(String[] args) {
		Parent p1 = new Parent();
		Child c1 = new Child();
		p1.method1();
		c1.method1();
	}
}

方法重写的练习

1、如果现在父类的一个方法定义成private访问权限，在子类中将此方法声明为default访问权限，那么这样还叫重写吗？

2、修改练习1.2中定义的类Kids，在Kids中重新定义employeed()方法，覆盖父类ManKind中定义的employeed()方法，输出“Kids should study and no job.”

3.四种访问权限修饰符

4.关键字：super

4-1 定义

在Java类中使用super来调用父类中的指定操作：
- super可用于访问父类中定义的属性
- super可用于调用父类中定义的成员方法
- super可用于在子类构造器中调用父类的构造器
注意：
- 尤其当子父类出现同名成员时，可以用super表明调用的是父类中的成员
- super的追溯不仅限于直接父类
- super和this的用法相像，this代表本类对象的引用，super代表父类的内存空间的标识

4-2 super关键字举例

class Person {
    protected String name = "张三";
    protected int age;
    public String getInfo() {
        return "Name: " + name + "\nage: " + age;
    }
}

class Student extends Person {
    protected String name = "李四";
    private String school = "New Oriental";
    public String getSchool() {
        return school;
    }
    public String getInfo() {
        return super.getInfo() + "\nschool: " + school;
    }
}

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        Student st = new Student();
        System.out.println(st.getInfo());
    }
}

4-3 调用父类的构造器

子类中所有的构造器默认都会访问父类中空参数的构造器
当父类中没有空参数的构造器时，子类的构造器必须通过this(参数列表)或者super(参数列表)语句指定调用本类或者父类中相应的构造器。同时，只能”二选一”，且必须放在构造器的首行
如果子类构造器中既未显式调用父类或本类的构造器，且父类中又没有无参的构造器，则编译出错

4-4 调用父类构造器举例

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	private Date birthDate;
	public Person(String name, int age, Date d) {
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.birthDate = d;
	}
	public Person(String name, int age) {
		this(name, age, null);
	}
	public Person(String name, Date d) {
		this(name, 30, d);
	}
	public Person(String name) {
		this(name, 30);
	}
}

public class Student extends Person {
	private String school;
	public Student(String name, int age, String s) {
		super(name, age);
		school = s;
	}
	public Student(String name, String s) {
		super(name);
		school = s;
	}
	// 编译出错: no super(),系统将调用父类无参数的构造器。
	public Student(String s) {
		school = s;
	}
}

4-5 this与super的区别

区别点	this	super
访问属性	访问本类中的属性，如果本类没有此属性则从父类中继续查找	直接访问父类中的属性
调用方法	访问本类中的方法，如果本类没有此方法则从父类中继续查找	直接访问父类中的方法
调用构造器	调用本类构造器，必须放在构造器的首行	调用父类构造器，必须放在子类构造器的首行

super关键字的练习

1.修改练习1.2中定义的类Kids中employeed()方法，在该方法中调用父类ManKind的employeed()方法，然后再输出“but Kids should study and no job.”
2.修改练习1.3中定义的Cylinder类，在Cylinder类中覆盖findArea()方法，计算圆柱的表面积。考虑：findVolume方法怎样做相应的修改？
在CylinderTest类中创建Cylinder类的对象，设置圆柱的底面半径和高，并输出圆柱的表面积和体积。

5.子类对象实例化过程

6.OOP特征三：多态性

6-1 定义

多态性，是面向对象中最重要的概念，在Java中的体现：
- 对象的多态性：父类的引用指向子类的对象
  - 可以直接应用在抽象类和接口上
Java引用变量有两个类型：编译时类型和运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。简称：编译时，看左边；运行时，看右边。
- 若编译时类型和运行时类型不一致，就出现了对象的多态性(Polymorphism)
- 多态情况下：
  - “看左边”：看的是父类的引用（父类中不具备子类特有的方法）
  - “看右边”：看的是子类的对象（实际运行的是子类重写父类的方法）
对象的多态 —在Java中,子类的对象可以替代父类的对象使用
- 一个变量只能有一种确定的数据类型
- 一个引用类型变量可能指向(引用)多种不同类型的对象
  - Person p = new Student();
  - Object o = new Person();//Object类型的变量o，指向Person类型的对象
  - o = new Student(); //Object类型的变量o，指向Student类型的对象
子类可看做是特殊的父类，所以父类类型的引用可以指向子类的对象：向上转型(upcasting)。

6-2 多态性的举例

方法声明的形参类型为父类类型，可以使用子类的对象作为实参调用该方法

public class Test {
	public void method(Person e) {
	// ……
	e.getInfo();
	}
	public static void main(Stirng args[]) {
		Test t = new Test();
		Student m = new Student();
		t.method(m); // 子类的对象m传送给父类类型的参数e
	}
}

6-3 虚拟方法的调用(Virtual Method Invocation)

正常的方法调用

Person e = new Person();
e.getInfo();
Student e = new Student();
e.getInfo();

虚拟方法的调用（多态情况下）
- 子类中定义了与父类同名同参数的方法，在多态情况下，将此时父类的方法称为虚拟方法，父类根据赋给它的不同子类对象，动态调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译期是无法确定的。

Person e = new Student();
e.getInfo(); //调用Student类的getInfo()方法

编译时类型和运行时类型
编译时e为Person类型，而方法的调用是在运行时确定的，所以调用的是Student类的getInfo()方法。——动态绑定

6-4 重载与重写的区别

从编译和运行的角度看：

重载，是指允许存在多个同名方法，而这些方法的参数不同。编译器根据方法不同的参数表，对同名方法的名称做修饰。对于编译器而言，这些同名方法就成了不同的方法。它们的调用地址在编译期就绑定了。Java的重载是可以包括父类和子类的，即子类可以重载父类的同名不同参数的方法。
所以：对于重载而言，在方法调用之前，编译器就已经确定了所要调用的方法，这称为“早绑定”或“静态绑定”；
多态，只有等到方法调用的那一刻，解释运行器才会确定所要调用的具体方法，这称为“晚绑定”或“动态绑定”。

6-5 多态的小结

多态作用：
- 提高了代码的通用性，常称作接口重用
前提：
- 需要存在继承或者实现关系
- 有方法的重写
成员方法：
- 编译时：要查看引用变量所声明的类中是否有所调用的方法。
- 运行时：调用实际new的对象所属的类中的重写方法。
成员变量：
- 不具备多态性，只看引用变量所声明的类。

6-6 instanceof 操作符

x instanceof A：检验x是否为类A的对象，返回值为boolean型。

要求x所属的类与类A必须是子类和父类的关系，否则编译错误。
如果x属于类A的子类B，x instanceof A值也为true。

public class Person extends Object {…}
public class Student extends Person {…}
public class Graduate extends Person {…}

public void method1(Person e) {
	if (e instanceof Person)
	// 处理Person类及其子类对象
	if (e instanceof Student)
	//处理Student类及其子类对象
	if (e instanceof Graduate)
	//处理Graduate类及其子类对象
}

三、Java面向对象编程(中)

Java面向对象编程（中）

1.OOP特征二：继承性

1-1 使用继承性的对比

1-2 继承性的意义

1-3 继承的规则

继承性的练习

2.方法的重写(override)

2-1 定义

2-2 重写方法的举例

方法重写的练习

3.四种访问权限修饰符

4.关键字：super

4-1 定义

4-2 super关键字举例

4-3 调用父类的构造器

4-4 调用父类构造器举例

4-5 this与super的区别

super关键字的练习

5.子类对象实例化过程

6.OOP特征三：多态性

6-1 定义

6-2 多态性的举例

6-3 虚拟方法的调用(Virtual Method Invocation)

6-4 重载与重写的区别

6-5 多态的小结

6-6 instanceof 操作符

7.Object类的使用

8.包装类的使用

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