面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

时间:2023-03-09 18:46:47
面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

  一、封装  Encapsulation

在面向对象程式设计方法中,封装是指,一种将抽象性函式接口的实作细节部份包装、隐藏起来的方法。

封装的概念(针对服务器开发,保护内部,确保服务器不出现问题)

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(用private进行封装)

封装的优点

1、只能通过规定方法访问

2、隐藏类的实现细节

3、方便加入控制语句

4、方便修改实现

实现封装的步骤

1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问(一般限制为private),例如:

public class Person { private String name; private int age; }

这段代码中,将 name 和 age 属性设置为私有的,只能本类才能访问,其他类都访问不了,如此就对信息进行了隐藏。

2. 对每个值属性提供对外的公共方法访问,也就是创建一对赋取值方法,用于对私有属性的访问,例如:

public class Person{ private String name; private int age; ​ public int getAge(){ return age; } ​ public String getName(){ return name; } ​ public void setAge(int age){ this.age = age; } ​ public void setName(String name){ this.name = name; } }

采用 this 关键字是为了解决实例变量(private String name)和局部变量(setName(String name)中的name变量)之间发生的同名的冲突。

实例

 1 package com.jredu.ch11;
2 //品牌,型号,颜色,时速; 方法包括:启动,停止
3 public class Car {
4 private String brand;
5 private String type;
6 private String color;
7 private String speed;
8
9 public Car(String brand, String type, String color, String speed) {
10 super();
11 this.brand = brand;
12 this.type = type;
13 this.color = color;
14 this.speed = speed;
15 }
16 public Car() {
17 super();
18 }
19 public Car(String brand, String type, String color) {
20 super();
21 this.brand = brand;
22 this.type = type;
23 this.color = color;
24 }
25
26
27 public String start(){
28 return getColor()+getBrand()+getType()+"启动";
29 }
30 public String stop(){
31 return getColor()+getBrand()+getType()+"停止,该时速可达"+getSpeed();
32 }
33 public String getBrand() {
34 return brand;
35 }
36 public void setBrand(String brand) {
37 this.brand = brand;
38 }
39 public String getType() {
40 return type;
41 }
42 public void setType(String type) {
43 this.type = type;
44 }
45 public String getColor() {
46 return color;
47 }
48 public void setColor(String color) {
49 this.color = color;
50 }
51 public String getSpeed() {
52 return speed;
53 }
54 public void setSpeed(String speed) {
55 this.speed = speed;
56 }
57
58
59 }

以上实例中public方法是外部类访问该类成员变量的入口。

通常情况下,这些方法被称为get和set方法。

因此,任何要访问类中私有成员变量的类都要通过这些getter和setter方法。

测试类代码

 1 package com.jredu.ch11;
2
3 public class CarTest {
4 public static void main(String[] args) {
5 Car car=new Car();
6 car.setBrand("宝马");
7 car.setType("M6");
8 car.setColor("蓝色");
9 car.setSpeed("370km/h");
10 System.out.println(car.getColor()+car.getBrand()+car.getType()+"启动");
11 Car car1=new Car("奔驰", "SEL100", "红色的");
12 System.out.println(car1.start());
13 Car car2=new Car("奥迪","A8","黑色","300km/h");
14 System.out.println(car2.stop());
15 }
16 }

以上代码编译运行结果如下:

 面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

  二、继承    Inherit

 概念

继承是java面向对象编程技术的一块基石,因为它允许创建分等级层次的类。

继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为。

 特性

子类拥有父类非private的属性,方法。

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。  

子类可以用自己的方式实现父类的方法。

Java的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是一个子类只能继承一个父类,多重继承就是,例如A类继承B类,B类继承C类。

何时使用继承

  继承与真实世界相似

符合is-a关系的设计即可使用继承

  继承是代码重用的一种方式

将子类都有的属性和行为放到父类中

  继承后的初始化顺序

父类属性——父类构造方法——子类属性——子类构造方法

有些父类不能被继承

  1、子类不能访问父类里面的private成员

    2、子类与父类不在同包,使用默认访问权限的成员 也不能被继承

  3、构造方法不嫩被继承。

    三、多态  Polymorphim

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作.

多态性是对象多种表现形式的体现。

  多态存在的三个必要条件

1、要有继承;

2、要有重写;

3、父类引用指向子类对象。

  多态的好处

1.可替换性(substitutability)。多态对已存在代码具有可替换性。例如,多态对圆Circle类工作,对其他任何圆形几何体,如圆环,也同样工作。

2.可扩充性(extensibility)。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性,以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如,在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上,很容易增添球体类的多态性。

3.接口性(interface-ability)。多态是超类通过方法签名,向子类提供了一个共同接口,由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法,computeArea()以及computeVolume()。子类,如Circle和Sphere为了实现多态,完善或者覆盖这两个接口方法。

4.灵活性(flexibility)。它在应用中体现了灵活多样的操作,提高了使用效率。

5.简化性(simplicity)。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程,尤其在处理大量对象的运算和操作时,这个特点尤为突出和重要。

Java中多态的实现方式:接口实现,继承父类进行方法重写,同一个类中进行方法重载。

  

对于多态,可以总结以下几点:

一、使用父类类型的引用指向子类的对象;

二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量;

三、如果子类中重写了父类中的一个方法,那么在调用这个方法的时候,将会调用子类中的这个方法;(动态连接、动态调用);

四、变量不能被重写(覆盖),"重写"的概念只针对方法,如果在子类中"重写"了父类中的变量,那么在编译时会报错。

引用类型转换

  向上转型

父类引用子类

可见性:子类重写父类的方法

应用:多态

  向下转型

强制类型转换,父类转换子类

应用:类型的还原

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

从上面可以看出小类型是可以转化为大类型的,是安全的;  大类型转化为小类型则不安全。

使用instanceof来判断一个大类型对象强制转化为小类型是否会溢出,即不安全。

instanceof

判断一个对象是否属于一个类或者实现了一个接口

强制类型转换之前通过instanceof运算符检查对象的真实类型,可以避免类型转换异常,从而提高代码健壮性

(if printer instanceof ColorPrinter)

//父类转子类需要强制转换

((ColorPrinter)printer).colorprint();

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)     面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

关键字

 extends关键字

在 Java 中,类的继承是单一继承,也就是说,一个子类只能拥有一个父类,所以 extends 只能继承一个类。面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

 implements关键字

使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性,使用范围为类继承接口的情况,可以同时继承多个接口(接口跟接口之间采用逗号分隔)。

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

 super 与 this 关键字

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。

  访问父类属性 super.name;

  访问父类方法 super.print();

this关键字:指向自己的引用。

 final关键字

final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的,即最终类;或者用于修饰方法,该方法不能被子类重写:

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

加上final后可以被调用但不能被修改

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

  

  abstract关键字

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

Java中也是用抽象类,限制实例化——可以用abstract将其限制

abstract也可用于方法——抽象方法

抽象方法没有方法体

抽象方法必须在抽象类里

抽象方法必须在子类中被发现,除非子类是抽象类(如果子类是抽象类,就往下找,直到有子类能实现)

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

  static关键字

static可以用来修饰属性、方法和代码

static修饰的属性和方法称为类属性(类变量)、类方法

父类和子类中都有static变量,初始化顺序:

父类--静态变量

父类--静态初始化块

子类--静态变量

子类--静态初始化块 init

子类main方法

父类--变量

父类--初始化块

父类--构造器

子类--变量

子类--初始化块

子类--构造器

变量和初始化块是同级的

  重写(Override)与重载(Overload)

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

方法重载:指同一个类中多个方法

  方法名相同 (与返回值、访问修饰符无关)

  参数列表不同 (类型、数量、顺序)

  构造函数重载

重载(overloading) 是在一个类里面,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。

重载规则

  • 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型或顺序不一样);
  • 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;
  • 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常;
  • 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
  • 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

面向对象的三大特征——封装、继承、多态(&常用关键字)

方法重写

  规则

  在继承关系的子类中

  重写的方法名、参数名、返回值类型必须与父类相同

  私有方法不能继承因而也无法重写

  修饰符只能比父类范围更加宽泛

  • 参数列表必须完全与被重写方法的相同;
  • 返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同;
  • 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如:如果父类的一个方法被声明为public,那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
  • 父类的成员方法只能被它的子类重写。
  • 声明为final的方法不能被重写。
  • 声明为static的方法不能被重写,但是能够被再次声明。
  • 子类和父类在同一个包中,那么子类可以重写父类所有方法,除了声明为private和final的方法。
  • 子类和父类不在同一个包中,那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。
  • 重写的方法能够抛出任何非强制异常,无论被重写的方法是否抛出异常。但是,重写的方法不能抛出新的强制性异常,
  • 或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常,反之则可以。
  • 构造方法不能被重写。
  • 如果不能继承一个方法,则不能重写这个方法。