Java:封装&继承&多态

面向对象三大特征之一(封装,继承,多态)

一:封装

  • 将类的某些信息隐藏在类内部,不允许外部程序直接访问,而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问
  • 成员变量private,提供对应的getXxx()/setXxx()方法
  • 通过方法来控制成员变量的操作,提高了代码的安全性
  • 把代码用方法进行封装,提高了代码的复用性

二:继承

让类与类之间产生关系(子父类关系),子类可以直接使用父类中非私有的成员

格式:public class 子类名 extends 父类名 { }
范例:public class Zi extends Fu { }
Fu:是父类,也被称为基类、超类
Zi:是子类,也被称为派生类


好处和弊端
  • 好处:提高了代码的(复用性、维护性),是多态的前提
  • 弊端:降低了代码灵活性,增强了代码的耦合性
特点
  • Java只支持单继承,不支持多继承,但支持多层继承

  • 如果子父类中,出现了重名的成员变量,通过就近原则,会优先使用子类的

  • 如果一定要使用父类的,可以通过super关键字,进行区分

  • 1.多重继承

public class Granddad {

    public void drink() {
        System.out.println("爷爷爱喝酒");
    }

}

public class Father extends Granddad {

    public void smoke() {
        System.out.println("爸爸爱抽烟");
    }

}

public class Mother {

    public void dance() {
        System.out.println("妈妈爱跳舞");
    }

}
public class Son extends Father {
    // 此时,Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法
}
  • 2.继承中变量的访问
// 子类局部范围找
// 子类成员范围找
// 父类成员范围找
// 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

class Fu {
    int num = 10;
}
class Zi {
    int num = 20;
    public void show(){
        int num = 30;
        System.out.println(num);
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        z.show();   // 输出show方法中的局部变量30
    }
}
成员变量访问
  • this:代表本类对象的引用
  • super:代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)
方法重写
  • 在继承体系中,子类出现了和父类中一模一样的方法声明
  • 父类中私有方法不能被重写
  • 父类静态方法,子类必须通过静态方法进行重写,父类非静态方法,子类也必须通过非静态方法进行重写
  • 子类重写父类方法时,访问权限必须大于等于父类(public > 默认 > 私有)
  • 注意:静态方法不能被重写!如果子类中,也存在一个方法声明一模一样的方法�可以理解为,子类将父类中同名的方法,隐藏了起来,并非是方法重写!
public class Fu {
    private void show() {
        System.out.println("Fu中show()方法被调用");
    }

    void method() {
        System.out.println("Fu中method()方法被调用");
    }
}

public class Zi extends Fu {

    /* 编译【出错】,子类不能重写父类私有的方法*/
    @Override
    private void show() {
        System.out.println("Zi中show()方法被调用");
    }
   
    /* 编译【出错】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    private void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }

    /* 编译【通过】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }
}

构造方法的访问
  • 子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法

  • 为什么?
    子类在初始化的时候,有可能会使用到父类中的数据,如果父类没有完成初始化,子类将无法使用父类的数据。
    子类初始化之前,一定要先完成父类初始化

  • 怎么初始化?
    构造方法的第一条语句默认都是:super()

  • this(…) super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句,并且二者不能共存。

三:多态

同一个对象,在不同时刻表现出来的不同形态

多态的前提和体现

  • 有继承/实现关系
  • 有方法重写
  • 有父类引用指向子类对象

多态中成员访问特点

  • 构造方法:同继承一样,子类会通过 super 访问父类构造方法
  • 成员变量:编译看左边(父类),执行看左边(父类)
  • 成员方法:编译看左边(父类),执行看右边(子类)

多态中的转型

  • 向上转型
    从子到父,父类引用指向子类对象
  • 向下转型
    从父到子,父类引用转为子类对象

好处和弊端

  • 好处:提高了代码的扩展性
  • 弊端:无法使用子类特有成员

instanceof

如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException

变量名 instanceof 类型

  • 判断关键字左边的变量,是否是右边的类型,返回boolean类型结果

实例2

class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃饭");
    }
}

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

public class Test1Polymorphic {
    /*
        多态的前提:

            1. 要有(继承 \ 实现)关系
            2. 要有方法重写
            3. 要有父类引用, 指向子类对象
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 当前事物, 是一只猫
        Cat c = new Cat();
        // 当前事物, 是一只动物
        Animal a = new Cat();
        a.eat();

    }
}
实例2
class Fu {
    int num = 10;

    public void method(){
        System.out.println("Fu.. method");
    }
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    public void method(){
        System.out.println("Zi.. method");
    }
}

public class Test2Polymorpic {
    /*
         多态的成员访问特点:

                成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)

                成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)
     */
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        f.method();
    }
}
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