面向对象
面向对象、类
封装
对象和类的概念
对象:是具体的事物 小明 小红。
类:是对对象的抽象(抽象 抽出象的部分)Person先有具体的对象,然后抽象各个对象之间象的部分,归纳出类通过类再认识其他对象。
生活案例
类是一个图纸 ,对象是根据该图纸制造多个实物。
类是一个模具,对象是使用模具制造的多个铸件(面点模子 )。
需求:使用面向对象思想表示人的日常生活
分析
- 由多个具体的人(小红、小张、老李)抽象出所有的公共特征
- 静态特征:姓名、年龄、性别
- 动态行为:吃饭、休息、自我介绍
实现
- 创建抽象的人-----Person类
- 创建具体的人-----对象
定义类(类的组成)
- 属性 field
- 方法 method
- 构造方法 construtor
- 其他:代码块 静态代码块 内部类
创建对象
- 类名 对象名 = new 类名();
- Person p1=new Person();
调用类的属性和方法。
- 对象名.成员变量。
- 对象名.成员方法。
- 属性 field,或者叫成员变量。
- 属性用于定义该类或该类对象包含的数据或者说静态属性。
- 属性作用范围是整个类体。
面向对象、继承
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。
兔子和羊属于食草动物类,狮子和豹属于食肉动物类。食草动物和食肉动物又是属于动物类。
所以继承需要符合的关系是:is-a,父类更通用,子类更具体。虽然食草动物和食肉动物都是属于动物,但是两者的属性和行为上有差别,所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。
类的继承格式
在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的,一般形式如下:
class 父类 {
}
class 子类 extends 父类 {
}
为什么需要继承
开发动物类,其中动物分别为企鹅以及老鼠,要求如下:
- 企鹅:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)
- 老鼠:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)
动物类
package com.test.ppt;
public class Animal {
private String name;
private int id;
public Animal(String myName, int myid) {
name = myName;
id = myid;
}
public void eat() {
System.out.println(name + "正在吃");
}
public void sleep() {
System.out.println(name + "正在睡");
}
public void introduction() {
System.out.println("大家好!我是" + id + "号" + name + ".");
}
}
企鹅类
package com.test.ppt;
public class Penguin extends Animal {
public Penguin(String myName, int myid) {
super(myName, myid);
}
}
老鼠类
package com.test.ppt;
public class Mouse extends Animal {
public Mouse(String myName, int myid) {
super(myName, myid);
}
}
- 这个Animal类就可以作为一个父类,然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后,就具有父类当中的属性和方法,子类就不会存在重复的代码,维护性也提高,代码也更加简洁,提高代码的复用性(复用性主要是可以多次使用,不用再多次写同样的代码)
- java中只有单继承 ,没有像c++那样的多继承。多继承会引起混乱,使得继承链过于复杂,系统难于维护。就像我们现实中,如果你有多个父母亲,那是一个多么混乱的世界啊。多继承,就是为了实现代码的复用性,却引入了复杂性,使得系统类之间的关系混乱。
- java中的多继承,可以通过接口来实现
继承类型
Java 不支持多继承,但支持多重继承。
继承特性
- 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,所以按照关系就是 C 类是 B 类的父类,B 类是 A 类的父类,这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性,提高了类之间的耦合性(继承的缺点,耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密,代码独立性越差)
继承关键字
继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承,而且所有的类都是继承于java.lang.Object,当一个类没有继承的两个关键字,则默认继承object(这个类在 java.lang 包中,所以不需要 import)祖先类。
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。
public class Animal {
private String name;
private int id;
public Animal(String myName, String myid) {
//初始化属性值
}
public void eat() { //吃东西方法的具体实现 }
public void sleep() { //睡觉方法的具体实现 }
}
public class Penguin extends Animal{
}
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)。
public interface A {
public void eat();
public void sleep();
}
public interface B {
public void show();
}
public class C implements A,B {
}
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。
- this关键字:指向自己的引用。
class Animal {
void eat() {
System.out.println("animal : eat");
}
}
class Dog extends Animal {
void eat() {
System.out.println("dog : eat");
}
void eatTest() {
this.eat(); // this 调用自己的方法
super.eat(); // super 调用父类方法
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
a.eat();
Dog d = new Dog();
d.eatTest();
}
}
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:
声明类:
final class 类名 {//类体}
声明方法:
修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名(){//方法体}
注:实例变量也可以被定义为 final,被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final,但是实例变量并不是 final
构造器
子类是不继承父类的构造器(构造方法或者构造函数)的,它只是调用(隐式或显式)。如果父类的构造器带有参数,则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。
如果父类构造器没有参数,则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器,系统会自动调用父类的无参构造器。
class SuperClass {
private int n;
SuperClass(){
System.out.println("SuperClass()");
}
SuperClass(int n) {
System.out.println("SuperClass(int n)");
this.n = n;
}
}
class SubClass extends SuperClass{
private int n;
SubClass(){
super(300);
System.out.println("SubClass");
}
public SubClass(int n){
System.out.println("SubClass(int n):"+n);
this.n = n;
}
}
public class TestSuperSub{
public static void main (String args[])
{
SubClass sc = new SubClass();
SubClass sc2 = new SubClass(200);
}
}
多态
面向对象、重写
概念
重写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。
0
重写方法不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的异常。
例如: 父类的一个方法申明了一个检查异常 IOException,但是在重写这个方法的时候不能抛出 Exception 异常,因为 Exception 是 IOException 的父类,只能抛出 IOException 的子类异常。
在面向对象原则里,重写意味着可以重写任何现有方法。
实例
class Animal{
public void move(){
System.out.println("动物可以移动");
}
}
class Dog extends Animal{
public void move(){
System.out.println("狗可以跑和走");
}
}
public class TestDog{
public static void main(String args[]){
Animal a = new Animal(); // Animal 对象
Animal b = new Dog(); // Dog 对象
a.move();// 执行 Animal 类的方法
b.move();//执行 Dog 类的方法
}
}
异常实例
class Animal{
public void move(){
System.out.println("动物可以移动");
}
}
class Dog extends Animal{
public void move(){
System.out.println("狗可以跑和走");
}
public void bark(){
System.out.println("狗可以吠叫");
}
}
public class TestDog{
public static void main(String args[]){
Animal a = new Animal(); // Animal 对象
Animal b = new Dog(); // Dog 对象
a.move();// 执行 Animal 类的方法
b.move();//执行 Dog 类的方法
b.bark();
}
}
规则
- 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。
super关键字的使用
当需要在子类中调用父类的被重写方法时,要使用super关键字。
class Animal{
public void move(){
System.out.println("动物可以移动");
}
}
class Dog extends Animal{
public void move(){
super.move(); // 应用super类的方法
System.out.println("狗可以跑和走");
}
}
public class TestDog{
public static void main(String args[]){
Animal b = new Dog(); // Dog 对象
b.move(); //执行 Dog类的方法
}
}
面向对象、重载
概念
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。
规则
- 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;
- 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。
实例
public class Overloading {
public int test(){
System.out.println("test1");
return 1;
}
public void test(int a){
System.out.println("test2");
}
//以下两个参数类型顺序不同
public String test(int a,String s){
System.out.println("test3");
return "returntest3";
}
public String test(String s,int a){
System.out.println("test4");
return "returntest4";
}
public static void main(String[] args){
Overloading o = new Overloading();
System.out.println(o.test());
o.test(1);
System.out.println(o.test(1,"test3"));
System.out.println(o.test("test4",1));
}
}
与重写的区别
区别点 | 重载方法 | 重写方法 |
---|---|---|
参数列表 | 必须修改 | 一定不能修改 |
返回类型 | 可以修改 | 一定不能修改 |
异常 | 可以修改 | 可以减少或删除,一定不能抛出新的或者更广的异常 |
访问 | 可以修改 | 一定不能做更严格的限制(可以降低限制) |
方法的重写(Overriding)和重载(Overloading)是java多态性的不同表现,重写是父类与子类之间多态性的一种表现,重载可以理解成多态的具体表现形式。
- 方法重载是一个类中定义了多个方法名相同,而他们的参数的数量不同或数量相同而类型和次序不同,则称为方法的重载(Overloading)。
- 方法重写是在子类存在方法与父类的方法的名字相同,而且参数的个数与类型一样,返回值也一样的方法,就称为重写(Overriding)。
- 方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。
接口、抽象类
接口
概念
接口(英文:Interface),在JAVA编程语言中是一个抽象类型,是抽象方法的集合,接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。
接口并不是类,编写接口的方式和类很相似,但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
除非实现接口的类是抽象类,否则该类要定义接口中的所有方法。
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。另外,在 Java 中,接口类型可用来声明一个变量,他们可以成为一个空指针,或是被绑定在一个以此接口实现的对象。
与类相似点
- 一个接口可以有多个方法。
- 接口文件保存在 .java 结尾的文件中,文件名使用接口名。
- 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
- 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。
与类的区别
- 接口不能用于实例化对象。
- 接口没有构造方法。
- 接口中所有的方法必须是抽象方法。
- 接口不能包含成员变量,除了 static 和 final 变量。
- 接口不是被类继承了,而是要被类实现。
- 接口支持多继承。
与抽象类的区别
- 抽象类中的方法可以有方法体,就是能实现方法的具体功能,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。
特性
接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract(只能是 public abstract,其他修饰符都会报错)。
接口中可以含有变量,但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量(并且只能是 public,用 private 修饰会报编译错误)。
接口中的方法是不能在接口中实现的,只能由实现接口的类来实现接口中的方法。
接口是隐式抽象的,当声明一个接口的时候,不必使用abstract关键字。
接口中每一个方法也是隐式抽象的,声明时同样不需要abstract关键字。
接口中的方法都是公有的。
接口的声明
语法格式
[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名名] {
// 声明变量
// 抽象方法
}
实例
import java.lang.*; //引入包
public interface NameOfInterface
{
//任何类型 final, static 字段
//抽象方法
}
接口的实现
当类实现接口的时候,类要实现接口中所有的方法。否则,类必须声明为抽象的类。
类使用implements关键字实现接口。在类声明中,Implements关键字放在class声明后面。
实现一个接口的语法,可以使用这个公式:
Animal.java 文件代码:
…implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称…, …] …
interface Animal {
public void eat();
public void travel();
}
实例
public class MammalInt implements Animal{
public void eat(){
System.out.println("Mammal eats");
}
public void travel(){
System.out.println("Mammal travels");
}
public int noOfLegs(){
return 0;
}
public static void main(String args[]){
MammalInt m = new MammalInt();
m.eat();
m.travel();
}
}
规则
重写接口中声明的方法时
- 类在实现接口的方法时,不能抛出强制性异常,只能在接口中,或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
- 类在重写方法时要保持一致的方法名,并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
- 如果实现接口的类是抽象类,那么就没必要实现该接口的方法。
在实现接口时
- 一个类可以同时实现多个接口。
- 一个类只能继承一个类,但是能实现多个接口。
- 一个接口能继承另一个接口,这和类之间的继承比较相似。
接口的继承
一个接口能继承另一个接口,和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字,子接口继承父接口的方法。
public interface Sports
{
public void setHomeTeam(String name);
public void setVisitingTeam(String name);
}
public interface Football extends Sports
{
public void homeTeamScored(int points);
public void visitingTeamScored(int points);
public void endOfQuarter(int quarter);
}
public interface Hockey extends Sports
{
public void homeGoalScored();
public void visitingGoalScored();
public void endOfPeriod(int period);
public void overtimePeriod(int ot);
}
Hockey接口自己声明了四个方法,从Sports接口继承了两个方法,这样,实现Hockey接口的类需要实现六个方法。
相似的,实现Football接口的类需要实现五个方法,其中两个来自于Sports接口。
接口的多继承
在Java中,类的多继承是不合法,但接口允许多继承。
在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次,在其后跟着继承接口。 如下所示:
public interface Hockey extends Sports, Event
以上的程序片段是合法定义的子接口,与类不同的是,接口允许多继承,而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法
标记接口
最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。
标记接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。
标记接口作用:简单形象的说就是给某个对象打个标(盖个戳),使对象拥有某个或某些特权。
例如:java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下:
package java.util;
public interface EventListener{}
抽象类
概念
在面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来,并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象,所以抽象类必须被继承,才能被使用。也是因为这个
原因,通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法,但是由于父类本身是抽象的,所以不能使用这些方法。
在Java中抽象类表示的是一种继承关系,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。
Employee 类
public abstract class Employee
{
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number)
{
System.out.println("Constructing an Employee");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public double computePay()
{
System.out.println("Inside Employee computePay");
return 0.0;
}
public void mailCheck()
{
System.out.println("Mailing a check to " + this.name
+ " " + this.address);
}
public String toString()
{
return name + " " + address + " " + number;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
}
Employee 类没有什么不同,尽管该类是抽象类,但是它仍然有 3 个成员变量,7 个成员方法和 1 个构造方法
继续尝试
public class AbstractDemo
{
public static void main(String [] args)
{
/* 以下是不允许的,会引发错误 */
Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
继承抽象类
我们能通过一般的方法继承Employee类:
public class Salary extends Employee
{
private double salary; //Annual salary
public Salary(String name, String address, int number, double
salary)
{
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck()
{
System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
System.out.println("Mailing check to " + getName()
+ " with salary " + salary);
}
public double getSalary()
{
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary)
{
if(newSalary >= 0.0)
{
salary = newSalary;
}
}
public double computePay()
{
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
}
尽管我们不能实例化一个 Employee 类的对象,但是如果我们实例化一个 Salary 类对象,该对象将从 Employee 类继承 7 个成员方法,且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。
public class AbstractDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
s.mailCheck();
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
抽象方法
如果你想设计这样一个类,该类包含一个特别的成员方法,该方法的具体实现由它的子类确定,那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。
Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。
抽象方法没有定义,方法名后面直接跟一个分号,而不是花括号。
public abstract class Employee
{
private String name;
private String address;
private int number;
public abstract double computePay();
...
}
声明抽象方法会造成以下两个结果:
- 如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。任何子类必须重写父类的抽象方法,或者声明自身为抽象类。
- 继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则,该子类也必须声明为抽象类。最终,必须有子类实现该抽象方法,否则,从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象
规定
- 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错),如果被实例化,就会报错,编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
- 抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 抽象类中的抽象方法只是声明,不包含方法体,就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
- 构造方法,类方法(用 static 修饰的方法)不能声明为抽象方法。
- 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现,除非该子类也是抽象类。