欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

1.8 封装、继承、多态

程序员文章站 2024-03-16 23:35:40
...

一、封装

面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。

将属性隐藏起来,提供公共方法访问某个属性。

1、private关键字

  1. private是一个权限修饰符,代表最小权限。
  2. 可以修饰成员变量和成员方法。
  3. 被private修饰后的成员变量和成员方法,只在本类中才能访问。

2、this关键字

this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。

方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。谁在调用,this就代表谁。

this使用格式

this.成员变量名;

使用 this 修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题,代码如下:

public class Student {
  private String name;

  public void setName(String name) {
    //name = name;
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }
}

3、构造方法

当一个对象被创建时候,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。

无论你与否自定义构造方法,所有的类都有构造方法,因为Java自动提供了一个无参数构造方法,一旦自己定义了构造方法,Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){
	// 方法体
}

构造方法的写法上,方法名与它所在的类名相同。它没有返回值,所以不需要返回值类型,甚至不需要void。使用构造方法后,代码如下:

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {} 
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age; 
  }
}

注意事项:

  1. 如果你不提供构造方法,系统会给出无参数构造方法。
  2. 如果你提供了构造方法,系统将不再提供无参数构造方法。
  3. 构造方法是可以重载的,既可以定义参数,也可以不定义参数。

4、标准代码

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合JavaBean 的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无参数的构造方法,提供用来操作成员变量的setget 方法。

public class ClassName{
  //成员变量
  //构造方法
  //无参构造方法【必须】
  //有参构造方法【建议】
  //成员方法	
  //getXxx()
  //setXxx()
}

编写符合JavaBean 规范的类,以学生类为例,标准代码如下:

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;

  //构造方法
  public Student() {}

  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  //成员方法
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

测试类,代码如下:

public class TestStudent {
  public static void main(String[] args) {
    //无参构造使用
    Student s= new Student();
    s.setName("柳岩");
    s.setAge(18);
    System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());

    //带参构造使用
    Student s2= new Student("赵丽颖",18);
    System.out.println(s2.getName()+"---"+s2.getAge());
  }
}

二、继承

1、概述

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,只要继承那一个类即可。如图所示:

1.8 封装、继承、多态
其中,多个类可以称为子类,单独那一个类称为父类超类(superclass)或者基类

继承描述的是事物之间的所属关系。例如,图中兔子属于食草动物,食草动物属于动物。可见,父类更通用,子类更具体。我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。

2、定义

继承:就是子类继承父类的属性行为,使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

优点:

  1. 提高代码的复用性
  2. 类与类之间产生了关系,是多态的前提

3、格式

通过 extends 关键字,可以声明一个子类继承另外一个父类,定义格式如下:

class 父类 {
	...
}

class 子类 extends 父类 {
	...
}

4、继承后的特点

成员变量:

子父类中出现了同名的成员变量时,在子类中需要访问父类中非私有成员变量时,需要使用super 关键字,修饰父类成员变量。

构造方法:

当类之间产生了关系,其中各类中的构造方法,又产生了哪些影响呢?

首先我们要回忆两个事情,构造方法的定义格式和作用。

  1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
  2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中,必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super() ,表示调用父类的构造方法,父类成员变量初始化后,才可以给子类使用。

成员方法:

成员方法不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法,这时的调用是没有影响的

成员方法重名——重写(Override)

如果子类父类中出现重名的成员方法,需要进行方法重写(Override)

  • 方法重写 :子类中出现与父类一模一样的方法时,需要重写父类的方法。

子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称,又根据子类的需要重新实现父类方法,从而进行扩展增强。

class Phone {
	public void showNum(){
		System.out.println("来电显示号码");
	}
}

extends:

//智能手机类
class NewPhone extends Phone {
	
	//重写父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能
	public void showNum(){
		//调用父类已经存在的功能使用super
		super.showNum();
		//增加自己特有显示姓名和图片功能
		System.out.println("显示来电姓名");
		System.out.println("显示头像");
	}
}

Test:

public class ExtendsDemo06 {
	public static void main(String[] args) {
      	// 创建子类对象
      	NewPhone np = new NewPhone()// 调用子类重写的方法
      	np.showNum();

	}
}

注意事项:

  1. 子类方法覆盖父类方法,必须要保证权限大于等于父类权限。
  2. 子类方法覆盖父类方法,返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
  3. 子类方法覆盖父类方法,子类的返回值类型要是父类返回值类型的子类。

5、super和this区别

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时,先初始化父类空间,再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间,便可以包含其父类的成员,如果父类成员非private修饰,则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时,一定先调用父类的构造方法。理解图解如下:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gggegzp7-1592739295232)(img/2.jpg)]

super和this的含义

  • super :代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。

  • this :代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

特点:

  • 子类的每个构造方法中均有默认的super(),调用父类的空参构造。
  • 手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
  • super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。

6、继承的特点

Java只支持单继承。
1.8 封装、继承、多态

三、多态

1、概述

  • 多态: 是指同一行为,具有多个不同表现形式。

前提:

  1. 继承或者实现【二选一】
  2. 方法的重写【意义体现:不重写,无意义】
  3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

2、格式

多态体现的格式:

父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();

代码:

Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;
如果有,执行的是子类重写后方法。

3、多态的应用

实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法,进行方法的调用,更能体现出多态的扩展性与便利。

定义父类:

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}  

定义子类:

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式,创建对象
        Cat c = new Cat();  
        Dog d = new Dog(); 

        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d); 
    }

    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持,showAnimalEat方法的Animal类型,是Cat和Dog的父类类型,父类类型接收子类对象,当然可以把Cat对象和Dog对象,传递给方法。

多态的好处,可以使程序编写的更简单,并有良好的扩展。

4、向上转型和向下转型

  • 向上转型:多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程,这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时。

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如:Animal a = new Cat();
  • 向下转型:父类类型向子类类型向下转换的过程,这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象,将父类引用转为子类引用,可以使用强制类型转换的格式。

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;:Cat c =(Cat) a;

5、ClassCastException异常

代码能通过编译,但是运行时,却报出了 ClassCastException ,类型转换异常!这是因为,明明创建了Cat类型对象,运行时,当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系,不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生,Java提供了 instanceof 关键字,给引用变量做类型的校验。

变量名 instanceof 数据类型 
如果变量属于该数据类型,返回true。
如果变量不属于该数据类型,返回false

所以,转换前,我们最好先做一个判断,代码如下:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat

        // 向下转型  
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;       
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;       
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    }  
}

6、interface作为参数传递

当接口作为方法的参数时,需要传递它的子类对象。

  • 接口作为参数时,传递它的子类对象。
  • 接口作为返回值类型时,返回它的子类对象。

定义方法:

public static void printEvenNum(List list) {
    // 遍历集合list
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        Object num = list.get(i);
        System.out.println(num);
    }
}

调用方法:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList集合,并添加数字
        ArrayList<Integer> srcList = new ArrayList<>();
        srcList.add(10);
		//调用方法,传递参数
        printEvenNum(srcList);
    }
}
相关标签: # 一、java基础