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Java语言-----封装、继承、抽象、多态、接口

16 人参与  2023年04月02日 18:09  分类 : 《随便一记》  评论

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目录

前言     

一.封装

1.1封装的定义

1.2访问修饰符的使用

二.继承

 2.1继承的定义

2.2继承的方法

2.3继承使用注意点

三.多态

3,1多态的定义

3.2动态绑定

3.3方法重写

3.4向上(向下)转型

四.抽象

4.1抽象的概述和定义

 4.2抽象的使用

五.接口

5.1接口的意义

5.2接口的定义

总结


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     本章讲解内容:Java封装、继承、抽象、多态、接口

      使用编译器:IDEA

前言     

         在讲述封装、继承、抽象、多态、接口前,我们得先了解一下,什么是类与对象,类与对象的详细讲解:tq02的类与对象讲解

一.封装

1.1封装的定义

         封装,在类里操作,将类的成员变量和成员方法进行封装处理,意义:可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。而对类进行封装我们需要使用访问修饰符,一共分为四种,

访问修饰符         private     default    protected     public
同一包的同一类           √         √        √      √
同一包的不同类         √         √        √
不同包的子类         √        √
不同包的非子类         √

 注:1.如果成员变量或者成员方法没有使用封装则是默认使用default修饰符。

         2.包是存放多个类的容器,就是防止在工程建立时,和其他人写的类名相同而起冲突。

         3.子类是在继承当中可以学到的。

1.2访问修饰符的使用

   我们进行四种封装代码实例图

1.private修饰

 private修饰的price和name变量,其他类无法访问,只有自己的类里可以进行访问。就例如在BookList类里无法直接访问这两个元素变量。

2.default修饰

 default修饰符,是指当你没有标注修饰符时,就默认了default修饰符,而此类的只有同一个包的其他类访问,例如BookList可以访问,但不同包的Student类无法访问。

3.protected修饰符

 protected修饰符,类当被修饰了之后,同包下所有的类都可以访问,非同包下的其他包的子类也可以使用。如Student类继承之后也可以使用Book类。

4.public修饰符

 public修饰符,一旦使用,所有的类都可以使用,不在乎是否同包。


二.继承

 2.1继承的定义

       继承是什么?是所有OOP语言不可缺少的组成成分,是面向对象的三大特征之一,继承就相当于,孩子继承父亲的东西(父亲愿意给孩子的东西),关键字是extends,继承父类的成员变量和成员方法,一般是为了减少代码冗余。但是继承也得遵守访问修饰符,一旦不符合,则无法继承。

代码显示:

public class Animal {    public String name;    public Animal(String name) {    this.name = name;    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);}}// Cat.javaclass Cat {    public String name;    public Cat(String name) {    this.name = name;    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);}}// Bird.javaclass Bird {    public String name;    public Bird(String name) {    this.name = name;    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }    public void fly() {    System.out.println(this.name + "正在飞 ︿( ̄︶ ̄)︿");    }}

 可以看得出来,Animal类和cat类还有Bird类,有很多重复的代码,而为了减少大量的冗余代码,我们可以使用继承的手段。

2.2继承的方法

定义方法:

class 子类 extends 父类 {
}

 代码实现:

class Animal {    public String name;    public Animal(String name) {    this.name = name;}    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}class Cat extends Animal {    public Cat(String name) {    // 使用 super 调用父类的构造方法.    super(name);    }}class Bird extends Animal {    public Bird(String name) {    super(name);}    public void fly() {    System.out.println(this.name + "正在飞 ︿( ̄︶ ̄)︿");    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {    Cat cat = new Cat("小黑");    cat.eat("猫粮");    Bird bird = new Bird("圆圆");    bird.fly();}}

我们可以看出,Cat类和Bird类的成员变量和成员方法相当于是在Animal类的基础上,扩展出来

2.3继承使用注意点

使用 extends 指定父类.Java 中一个子类只能继承一个父类 (而C++/Python等语言支持多继承).子类会继承父类的所有 public 的变量和方法.对于父类的 private 的字段和方法, 子类中是无法访问的.子类的实例中, 也包含着父类的实例. 可以使用 super 关键字得到父类实例的引用所有的类都有一个父类---Object类

三.多态

3,1多态的定义

        多态是面向对象三大特征最后一个,可以增强程序的扩展性,提高程序的可维护性。而它的主要支撑技术有向上转型、向下转型、动态绑定、方法重写。

3.2动态绑定

          即方法与方法的主体在运行时才进行绑定。例如,当父类和子类拥有一个同名的方法(remove),那么定义了an.remove(),remove方法的调用主体是an,但是an只有调用时,才能知道是实例化了哪个类。而这便是动态绑定。

3.3方法重写

        当子类和父类的成员方法名相同时,那么子类的成员方法便是方法重写。而当子类的对象实例化之后,使用和父类同名的方法,则使用的子类的方法,不是使用父类的方法。

class Animal {    public String name;    public void Name(String name) {     System.out.println("Animal的名字是"+name);}    }class Cat extends Animal {         public void Name(String name) {     System.out.println("Cat的名字是"+name);}}public class Test {    public static void main(String[] args) {   Cat cat = new Cat();   cat.Name("小黑");}}

 该代码的结果是Cat的名字是小黑,由此可见,使用的Cat类的Name方法,而不是Animal类的Name方法。

3.4向上(向下)转型

 向上转型和向下转型都是在继承的基础上

class Animal {    public String name;    public Animal(String name) {    this.name = name;}    }class Cat extends Animal {    public int age;    public Cat(String name) {    // 使用 super 调用父类的构造方法.    super(name);    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {    Animal cat = new Cat("小黑");   cat.eat();}}

从上面代码中,我们可以发现cat是Animal的引用变量,而它指向了子类的对象,这就是向上转型

注:

cat是Animal类型的引用变量,而对于Animal类型的引用变量来说,是无法得知age子类成员变量的,所以无法使用cat.age=22;进行赋值的。由于cat实际上指向Cat的对象,所以当调用eat()方法时;依然还能显示子类成员方法的信息。
public class Animal {    protected String name;    public Animal(String name) {        this.name = name;    }    public void eat(String food) {        System.out.println("我是一只小动物");        System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}public class Bird extends Animal {    public Bird(String name) {        super(name);    }    public void eat(String food) {        System.out.println("我是一只小鸟");        System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }    public void fly() {        System.out.println(this.name + "正在飞");    }    public static void main(String[] args) {        Animal animal = new Bird("圆圆");        //强制转换为Bird类型          Bird bird = (Bird)animal;          bird.fly();    }}

 从上面代码中,我们可以很明显的发现向下转型需要通过强制类型转换完成。虽然animal是Animal父类的引用变量,但是将animal强制转换为Bird类型便为向下转型。但是并不安全,因为向下转型可能会不正确,例如原本向下转型为Cat类,但却转型为了Bird类,这便会产生危险性。

解决方法:

Animal animal = new Cat("小猫");if (animal instanceof Bird) {Bird bird = (Bird)animal;bird.fly();}

instanceof 可以判定一个引用是否是某个类的实例. 如果是, 则返回 true. 这时再进行向下转型就比较安全了。

结论:1.向上转型时,是父类的引用变量指向了子类的对象,当然,无法使用子类的新增成员(变量和方法),但是如果使用父类的成员方法,如果子类有该方法的重写,则使用重写的方法,若无,则使用父类方法。

        2.向下转型时,则需要强制类型转换。


四.抽象

4.1抽象的概述和定义

        抽象类,关键字为abstract,如果所有的子类都要重写父类的某个方法时,父类的方法可以为抽象方法,直接声明,不需要结构体。而含有抽象方法的类,则为抽象类
定义方法:

               public abstract  类名{

                String name;

                public abstract void 方法名();

}

 4.2抽象的使用

        抽象类存在的最大意义就是为了被继承.
         抽象类不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法。

abstract class  Animal {    public String name;    public Animal(String name) {    this.name = name;}    public abstract void eat(String food); //抽象方法,子类一定要重写}class Cat extends Animal {    public Cat(String name) {    // 使用 super 调用父类的构造方法.    super(name);   //重写父类的抽象方法   public abstract void eat(String food){     System.out.println("猫吃"+food);    }    }}class Bird extends Animal {    public Bird(String name) {    super(name);}   //重写父类的抽象方法    public abstract void eat(String food){     System.out.println("鸟吃"+food);    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {    Cat cat = new Cat("小黑");    cat.eat("猫粮");    Bird bird = new Bird("圆圆");    bird.fly();}}

抽象的重点知识:

抽象类不能直接实例化。抽象方法不能是 private 的。抽象类中可以包含其他的非抽象方法, 也可以包含字段. 这个非抽象方法和普通方法的规则都是一样的, 可以被重写,也可以被子类直接调用。

五.接口

5.1接口的意义

          接口是为了弥补代码无法多继承,只能单继承的问题。例如定义了一个Animal的父类,和Cat、Bird、Dog、Wolf的子类,可是你想啊,狗和猫是宠物,或许有共同的方法,定义一个宠物类,那么可以通过接口实现不相关类的相同行为

好处:

利于代码的规范,目的是给开发人员一个清晰的指示,告诉他们哪些业务需要实现;同时防止由于开发人员随意命名而导致命名不清晰和代码混乱,影响开发效率。 是有利于对代码进行维护,定义一个接口,把功能菜单放在接口里,然后定义类时实现这个接口。是保证代码的安全和严密。

5.2接口的定义

定义方法:

         public interface  接口名{ }

使用接口:

        class  类名   implements  接口名{ 方法体 };

代码实现: 

class Animal {    public String name;    public Animal(String name) {    this.name = name;    }    }   //定义接口public interface Eat {     public void eat(String food);}                      //使用接口class Dog extends Animal implements Eat{    public int age;    public Cat(String name) {    // 使用 super 调用父类的构造方法.    super(name);    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}                        //使用接口class Cat extends Animal implements Eat{    public int age;    public Cat(String name) {    // 使用 super 调用父类的构造方法.    super(name);    }    public void eat(String food) {    System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {    Animal cat = new Cat("小黑");   cat.eat();}}

接口的重点:

接口的方法体若为空,则为空实现。一个类可以有多个接口。接口里所有的方法都是public和抽象的,所以可以省略public和抽象的。接口无法被实例化。接口可以被继承

总结

      继承是多态、抽象的基础,而学会了抽象,才能理解接口。而这些知识都是Java最为重要的面向对象三大特征的。只有细心学习,才能更近一步,在Java上才能算正式起步。


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