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Java面向对象(封装,继承,多态,接口)

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发表于 2023-6-23 17:21:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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类和对象
首先3个问题:




1. 创建一个类
创建一个学生类,成员变量是姓名和年龄,然后定义构造方法,以及setXxx方法和getXxx方法,分别来赋值和获取。
public class Student {   // 定义成员变量 private String name; private int age; // 空参构造函数 public Student() {   } // 有参构造函数 public Student(String name,int age) {   this.name = name; this.age = age; } /*     // 针对每一个私有化变量,都要提供get和set方法     // set方法:给成员变量赋值     // get方法:对外提供成员变量的值     */ // 给成员变量name进行赋值 public void setName(String name) {   this.name = name; } // 对外提供name属性的值 public String getName() {   return this.name; } // 给成员变量age进行赋值 public void setAge(int age) {   this.age = age; } // 对外提供age属性的值 public int getAge() {   return age; } }
举的例子其实就是个 标准的javabean类 (javabean类:用来描述一类事物的类,不需要写main方法,IDEA中快捷键是 Alt+Insert
2. 创建一个对象
public class StudentTest{   public static void main(String[] args){   // 创建一个Student类对象 Student std1 = new Student(); //创建一个带参数的Student类对象 Student std2 = new Student("zangsan",23); } }
3. 访问变量和方法
public class StudentTest{   public static void main(String[] args){   // 创建一个Student类对象 Student std = new Student(); std.setName("lisi"); std.setAge(24); String name = std.getName(); int age = std.getAge(); System.out.println(”姓名:“+name+” “+”年龄:“+age) } }
some tips:
(1)构造方法
以三个问题回顾一下构造方法:

QA
构造方法的作用?创造对象的时候,由 虚拟机自动调用 ,给成员变量进行初始化的
构造方法有几种?无参构造方法:初始化的对象时,成员变量的数据均采用默认值。
有参构造方法:在初始化对象的时候,同时可以为对象进行赋值。
构造方法的注意事项?(1)任何类定义出来,默认就自带了无参数构造器
(2)定义了有参构造器,无参数构造器就没有了
(3)建议在任何时候都手动写上 空参和带全部参数 的构造方法
(2)this关键字
可以 区分成员变量和局部变量 ,与python中的self相似;
代表方法调用者的地址。
this的内存原理如下:




(3)private关键字


  • private关键字是一个权限修饰符,可以修饰成员(成员变量和成员方法);
  • 被private修饰的成员 只能在本类中才能访问
  • 针对private修饰的成员变量,如果需要被其他类使用,提供相应操作,如:提供setXxx(参数)方法**,用于给成员变量赋值,方法用public修饰;提供 getXxx()方法 ,用于获取成员变量的值,方法用public修饰。
面向对象三大特性:封装,继承,多态。
原则:对象代表什么,就得封装对应的数据,并提供数据对应的行为




如何实现封装?


  • 修改属性的可见性,在属性的前面添加修饰符 (private)
  • 对每个值属性提供对外的公共方法访问,如创建 getter/setter(取值和赋值)方法,用于对私有属性的访问
  • 在 getter/setter 方法里加入属性的控制语句,例如我们可以加一个判断语句,对于非法输入给予否定
1.访问控制修饰符




在实际中,一般只用 private 和 public ,按照 成员变量私有方法公开的原则
2.非访问修饰符
分为静态变量和静态方法


  • 静态变量:
    static 关键字用来声明 独立于对象 的静态变量。无论一个类实例化多少对象,它的静态变量只有一份拷贝,也就是说被该类 所有对象共享 , 静态变量也被称为 类变量 。可以直接通过类名调用。
  • 静态方法:
    static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据,然后计算这些数据。
具体可以看下图:




(工具类:帮助我们做一些事情,但是不具体描述任何事物的类
特点:类名知名见意;私有化构造方法)
最后说一下static的注意事项




而main函数的修饰符static,其实也是一样的道理





  • final 修饰方法:表明该方法是最终方法,不能被重写;
  • final 修饰类:表明该类是最终类,不能被继承;
  • final 修饰变量:即常量,只能被赋值一次。
注意:


  • final修饰的变量是基本类型:那么变量存储的数据值不能发生改变。
  • final修饰的变量是 引用类型 :那么变量存储的 地址值不能发生改变 ,对象内部的可以改变。
关键词:extend
class 父类 {   } class 子类 extends 父类 {   }
1.继承的类型
(1)多重继承(直接父类,间接父类)



代码:
class B extends A{   } class C extends B{   }
(2)不同类继承同一个类(一个父亲可以有多个儿子)




代码:
class B extends A{   } class C extends A{   }
(3)多继承不支持,即 一个类继承两个类不支持 (一个儿子不能有两个爸爸)
总结一下:


  • Java只能单继承:一个类只能继承自 一个直接父类 (每个类只有一个爸爸)。
  • Java不支持多继承、但是支持多重继承(爷父子三代)。
  • Java中所有的类都 直接或者间接 继承于Object类。(所有类都有爸爸)
2.继承的特性
(1)子类拥有父类 非 private 的属性、方法
(2)子类可以拥有自己的属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。
(3)子类可以用自己的方式实现父类的方法。
子类能 继承父类的哪些内容



注意:
(1)private的私有变量虽然可以继承,但是子类不能使用
(2)虚方法表:父类会将“经常用的方法”放入虚方法表中,并且这些方法是 非private,非static,非final的 。然后子类继承后,会在父类基础上添加自己类的虚方法。




3.继承中的访问特点:
this调用:就近原则 ;super调用:直接找父类
(1)成员变量:就近原则
先在局部位置找——本类成员位置找——父类成员位置找,逐级往上。
如果子类父类中出现 不重名 的成员变量,这时的访问是 没有影响的
子父类中出现了同名的成员变量时,子类会 优先访问 自己对象中的成员变量



(2)成员方法:与成员变量类似,也是就近原则
(3)构造方法:
super
eg:
// 创建一个Person类 class Person() {   private String id; private String name; public Person(String id,String name) {   this.id = id; this.name = name; } } // 创建一个Student类,继承自Person类 class Student extends Person() {   private String gender; public Student(String id,String name,String gender) {   super(id,name); this.gender = gender; } }
4.super&this
super关键字:我们可以通过super关键字来实现 对父类成员的访问 ,用来引用当前对象的父类。
this关键字:指向 自己的引用




具体地:
super 关键字在子类内部使用,代表父类对象。


  • 访问父类的属性 super.属性名。
  • 访问父类的方法 super.bark()。
  • 子类构造方法需要调用父类的构造方法时
5.重写(Override)&重载(Overload)
重写(Override):
是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。 即外壳不变,核心重写!
重写的 好处在于 子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
特点:
(1)重写方法的 名称、形参列表 必须与父类中的一致。
(2)子类重写父类方法时,访问权限子类必须大于等于父类
(3)子类重写父类方法时,返回值类型子类必须小于等于父类
(4) 建议 :重写的方法尽量和父类保持一致。
(5)只有被添加到 虚方法表 中( 前面说的三个非 )的方法才能被重写
重载(overload)
在一个类里面, 方法名字相同,而参数不同 。返回类型可以相同也可以不同。
每个重载的方法(或者构造函数)都必须有一个独一无二的参数类型列表。最常用的地方就是构造器的重载。


  • 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型不一样);
  • 被重载的方法可以改变返回类型;
  • 被重载的方法可以改变访问修饰符;
总结一句话:
重写是 父类与子类之间多态性 的一种表现,重载可以理解成 一个类多态 的具体表现形式。
同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果(或者说是同类型的对象,表现出的不同形态)
1.三个前提条件


  • 有继承/实现关系
  • 父类引用指向子类对象 , Fu fu = new Zi()
  • 有方法重写
通俗地讲,多态就是只通过父类就能够引用不同的子类
2. 多态中调用成员变量的特点
调用成员变量:编译看左边,运行也看左边


  • 编译看左边: javac编译代码的时候,会看左边的父类中有没有这个变量,如果有,编译成功,如果没有编译失败。
  • 运行也看左边: java运行代码的时候,实际获取的就是 左边父类中成员变量的值
调用成员方法:编译看左边,运行看右边


  • 编译看左边:javac编译代码的时候,会看左边的父类中有没有这个方法,如果有,编译成功,如果没有编译失败。
  • 运行看右边: java运行代码的时候, 实际上 运行的是 子类中的方法
简单理解一下:
Animal a = new Dog();  // 现在 a 去调用变量和方法,a 是 Animal 类型的,所以会默认从 Animal 类中找
成员变量:在子类的对象中,会把父类的成员变量也继承下来;
成员方法:如果子类对方法进行了 重写 ,那么在虚方法表中会把父类的方法进行覆盖。
即成员方法有重写,但成员变量没有,所以两者的访问不一样。
3.多态的优缺点
好处:
(1)右边对象可以解耦,便于拓展和维护
Animal a = new Dog(); a.eat(); // 业务逻辑发生改变时,后续代码无需改变
(2)使用父类型作为参数,可以 接收所有子类对象 ,体现多态的拓展性和便利性
弊端
(1)不能调用子类的独有方法
如果需要调用该怎么办?
引用数据类型的类型转换——向下转型
Animal a = new Dog(); Dog d = (Dog) a;
这样转换成了真正的子类类型,从而可以调用 子类的独有功能 。(转换类型与真实对象类型不一致会报错)
所以更多时候,可以加一个判断语句: instanceof
public static void show(Animal a) {           a.eat(); // 类型判断 if (a instanceof Cat) {   // 猫做的事情  Cat c = (Cat)a;             c.catMouse(); } else if (a instanceof Dog) {   // 狗做的事情  Dog c = (Dog)a;             c.lookHouse(); } }
抽象类和抽象方法


  • 抽象方法:将共性的行为(方法)抽取到父类之后,由于每一个子类执行的内容是不一样,所以,在父类中不能确定具体的方法体。该方法就可以定义为抽象方法。
  • 抽象类:一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象。如果一个类中 存在抽象方法 ,那么该类 就必须声明为抽象类
2.定义格式——abstract
抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体,方法名后面 直接跟一个分号 ,而不是花括号;
抽象类同样也用 abstract 修饰
//抽象方法 public abstract 返回值类型 方法名(参数列表); //抽象类 public abstract class 类名{  }
3. 特性


  • 抽象类不能实例化,所以抽象类 必须被继承
  • 抽象类中不一定有抽象方法, 有抽象方法的类一定是抽象类 ,可以有构造方法
  • 抽象类的子类:要么 重写抽象类中的所有抽象方法 ;要么是抽象类
4.举个栗子
// 父类,抽象类 abstract class Employee {   private String id; private String name; public Employee() {   } public Employee(String id, String name) {   this.id = id; this.name = name; } // 抽象方法必须要放在抽象类中 public abstract void work(); } // 定义一个子类继承抽象类 class Manager extends Employee {   public Manager() {   } public Manager(String id, String name) {   super(id, name); } @Override 重写父类的抽象方法         public void work() {   System.out.println("管理其他人"); } } // 定义一个子类继承抽象类 class Cook extends Employee {   public Cook() {   } public Cook(String id, String name) {   super(id, name); } @Override public void work() {   System.out.println("厨师炒菜多加点盐..."); } }
1.什么是接口
首先为什么要有接口?
从下图可以看出,动物类按照之前讲的,可以定义为抽象类,里面有“吃饭喝水”抽象方法,这时下面的子类都需要重写这两个方法。但是,”游泳“方法只有“青蛙和狗类”可以重写,所以将其定义为一个接口。



什么是接口?


  • 接口用于 描述类所具有的功能 ,而 不提供功能的实现
  • 接口中的方法是抽象方法(没有方法体)
  • 接口中的方法体需要写在实现接口的类中,并且该类 必须实现 接口中 所有 抽象方法。(除非实现接口的类是抽象类)
  • 接口 不能实例化 ,没有构造函数
2.如何定义和使用一个接口
定义一个接口——interface:
// 关键字:interface public interface A{   }
使用(实现)一个接口——implements:
// 关键字:implements public class C implements A{  }
注:接口的继承:可以单继承,也可以多继承
单继承:
public interface Sports {   public void setHomeTeam(String name); } // 文件名: Football.java public interface Football extends Sports {   public void homeTeamScored(int points); public void visitingTeamScored(int points); }
此时当类实现Football接口时,需要实现它及它的父接口的所有方法,所以共需要实现2+1=3个方法
多继承:
public interface inter1 {   public void method1(); } public interface inter2 {   public void method2(); } public interface inter3 extends inter1,inter2 {   public void method3(); }
那么,在类实现接口inter3的时候,需要重写所有抽象方法(1+1+1=3个)
3.接口里成员的特点


  • 成员变量:只能是常量,会被隐式的指定为 public static final 变量
  • 成员方法: 隐式抽象 的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract
  • 构造方法:没有
注意:
JDK 1.8 以前:接口只能定义抽象方法
JDK 1.8 以后:接口中可以定义有方法体的方法;
JDK 1.9 以后:接口中可以定义私有方法
eg.
// 定义接口A,提供eat方法接口,抽象方法 public interface A{   public abstract void eat(); } // 定义接口 B,提供 sleep 方法接口,抽象方法 public interface B{   public abstract void sleep(); } //定义类 C 实现 A,B 方法的接口 public class C implements A,B{   public void eat() {   System.out.println("吃饭"); } public void sleep() {   System.out.println("睡觉"); } }
4.接口与类的关系
类和接口的关系?


  • 接口并不是类,类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
  • 类只能单继承不可以多继承, 但接口可以多继承
  • 接口无法被实例化,但是可以被实现。一个实现接口的类,必须实现接口内所描述的 所有方法 ,否则就必须声明为抽象类。
抽象类与接口的区别?


  • 抽象类 中的方法 可以有方法体 ,但是接口中的方法不行。
  • 抽象类中的成员变量可以是各种类型的,而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
  • 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法),而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
  • 一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口。
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