多态知识点梳理及对应小作业思考题

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多态

掌握各知识点的内容

一、Object 类

Object 类是所有 Java 类的根基类
如果在类的声明中未使用 extends 关键字指明其基类,则默认基类为 Object 类
class Person{

}
等价于
class Person extends Object{
}
对象的实例化过程
实例化一个类是从最顶级的超类开始实例化的, 是一层一层的包裹结构. “先父类后子类,先静态后成员”。

⑴toString 方法

toString: 对象的字符串表示
Object 类中定义有 public String toString() 方法,其返回值是String 类型,用来描述当前对象的有关信息。
在进行 String 与 其 他 类 型 数 据 的 连 接 操 作 时 ( 如 :
System.out.println(“hello ” + person)),将自动调用该对象类的toString()方法可以根据需要在用户自定义类型中重写 toString()方法。

⑵equals 方法

equals:比较相等,默认地址比较(”第一个盒子的比较”),要比较第二个盒子需要重写该方法
Object 类中定义有:public boolean equals(Object obj)方法提供定义对象是否”相等”的逻辑
Object 的 equals 方法定义为:x.equals(y)当 x 和 y 是同一个对象的引用时返回 true,否则返回 false
JDK 提供的一些类,如 String,Integer,Date 等,都已经重写了 Object 的 equals 方法,调用这些类的 equals 方法,x.equals(y),当 x 和 y 所引用的对象是同一类对象且属性内容相等时(并不一定是相同对象),返回 true 否则返回 false.
可以根据需要在用户自定义类型中重写 equals 方法
练习:重写前面定义的“Person”类和”Student”类的 toString
及 equals 方法,并测试。

二、对象转型(casting)

一个基类的引用类型变量可以“指向”其子类的对象。
一个基类的引用不可以访问其子类对象的新增成员(包括属性和方法)。
可以使用 “引用变量 instanceof 类名”来判断该引用类型变量所“指向”的对象是否属于该类或该类的子类。
子类对象可以当作基类的对象来使用,称作向上转型(upcasting),反之称为向下转型(downcasting)
例 1:有
Animal 类(父类)
Cat 类 (子类)
Dog 类(子类)
测试:父类引用 = 父类对象
子类引用 = 子类对象
父类引用 = 子类对
父类引用调用父类继承而来的属性和方法
父类引用调用子类特有属性和方法(向下转型)
子类对象 instanceof 父类
强制类型转换后能调用子类特有成员(属性和方法)
例 2:
测试将父类形参用子类对象作为实参使用
1、 重载
2、 通过强制类型转换调用子类特有成员

三、多态

静态绑定(静态联编): 在编译期完成,可以提高代码执行速度。
静态绑定的方法包括:

  1. 静态方法
  2. 构造器
  3. private 方法
  4. 用关键字 super 调用的方法
    动态绑定(动态联编):指在“执行期间(而非编译期间)” 判断所引用对象的实际类型,根据其实际的类型调用其相应的方法。 这虽然让我们编程灵活,但是降低了代码的执行速度。这也是 JAVA 比 C/C++速度慢的主要因素之一。
    多态,polymorphism 即多种形态,模糊策略,以不变应万变,使用多态可以编写更加通用的代码。
    多态的概念发展出来,是以封装和继承为基础的。子类以父类的身份出现,但做事情时还是以自己的方法实现。相同的事物,调用其相同的方法,参数也相同时,但表现的行为却不同。
    要发生多态有三个必要条件:要有继承,要有重写,父类引用指向子类对象
    父类是父类
    子类是子类
    子类是父类
    父类不是子类
    子类不是其他子类
    多态例子:
    例 1(必须掌握看透):
    Animal Cat Dog
    例 2 (提高理解多态):先思考再运行看结果

做题四大原则:

1、继承链,自己没有找父亲;
2、编译看类型+确定方法表,运行找对象
3、就近最优原则:自己没有找父亲
4、发生多态,基类对子类的新增方法不可见

四、抽象类

用 abstract 关键字来修饰一个类时,这个类叫做抽象类;用abstract 来修饰一个方法时,该方法叫做抽象方法。
含有抽象方法的类必须被声明为抽象类,抽象类必须被继承,抽象方法必须被重写
抽象类不能被实例化抽象方法只需声明而不需要实现
例:动物高兴了都会叫 但对于不同种类的动物,各自的叫声不同,动物(这个父类)的叫法/叫声永远不可能满足子类的需求

五、接口

接口(interface)是抽象方法和常量值的定义的集合。
从本质上讲,接口是一种特殊的抽象类,这种抽象类中只包含常量和方法的定义,而没有变量和方法的实现
从语义上可以理解为,对于某一种动作、行为、功能的抽象,我们将其定义为接口,作为一种标准完全的规范而已,不适宜定义为类。例如:飞这个功能,飞机可以飞(具有飞这个功能),小鸟能飞(具有飞这个功能),昆虫也能飞,一般我
们不会定义一个类Fly,从语义上不通,所以这只是一种功能,一个规范,我们可以将其定义为一种接口,供其他类来实现接口定义举例:run 这个功能

接口的特性

多个无关的类可以实现同一个接口
一个类可以实现多个无关的接口
与继承关系类似,接口与实现类之间存在多态性
定义 Java 类的语法格式:
class [extends]
[implements[,]…]{…}
接口中声明属性默认为 public static final 的,也只能是publicstatic final 的;
接口中只能定义抽象方法,而且这些方法默认为 public 的,也只能是 public 的
接口可以继承其他的接口,并添加新的属性和抽象方法
接口不能实现另一个接口,但可以继承多个其它接口
接口举例:Sing 这种能力 Paint 这种能力
练习:设计接口实现下面结构
在这里插入图片描述

面向对象三大特性的理解:

在编写代码时,我们追求”高内聚 低耦合” ,达到重用与规范,则需要使用面向对象的三大特性来实现:
封装:encapsulation 隐藏信息
继承:inheritance 延续+扩展父类信息
多态:polymorphism 模糊策略 以不变应万变
封装作用: a) 实现专业的分工,工作中的分模块、分功能开发。b) 隐藏信息和实现细节。使得对代码的修改更加安全和容易
继承作用:实现代码的复用,延续+扩展父类信息
多态作用:以不变应万变(如 USB 接口,只要你实现了我的标准,就能插上电脑)
注意:java 三大特性虽说简单,但真正能理解其中的含义,没有个一年半载的学习,是理解不了的。

六 、面向对象总结

内存分析贯穿始终
对象和类的概念
类(对象)之间的关系
面向对象设计思想
class – 类
new – 对象
引用的概念
构造方法的概念
构造方法重载
this
static
package & import
private default protected public
extends
Override/Overloading
final
Object
toString
equals
upcasting downcasting
polymorphysm/dynamic bingding/late
abstract class
interface
implements
思考作业
1、何为多态?多态的作用是什么?
2、多态的两种应用,试编写实例
3、多态可以调用子类的一切方法,对吗?为什么?
4、ClassCastException 错误是如何产生的?
5、instanceof 的作用是什么?任何地方都可以使用 instanceof
来判断,对吗?
6、何为抽象类?有什么作用?
7、抽象类不能实例化,因此不需要构造器,这句话对吗?
8、抽象类可以没有抽象方法,抽象方法一定存在于抽象类
中,对吗?
9、抽象类的子类必须实现所有的方法,否则编译错误,对
吗?
10、抽象类为部分规范(不变+可变),试编写模板模式(也称为
钩子模式)实例。
11、接口与抽象类的联系与区别是什么?
12、接口如何定义?
13、请将以下修饰符 补充完整
____interface Usb{
_______int MAX_VALUE =1024;
_______void use();
}
14、空接口没有任何的意义,不必在意它们的存在,这句话
对吗?为什么
15、Java 中是单继承类多实现接口,对吗?
16、Java 中的接口是多继承接口,对吗?

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