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Java基础——封装、继承、多态

Java基础——封装、继承、多态

作者: 阿Q说代码 | 来源:发表于2019-01-11 10:55 被阅读4次

    今天我们来了解一下面向对象的三大特性:封装、继承和多态。

    封装

    把属性和实现细节隐藏起来,不让外界直接访问,提供公共的方法访问方式。

    private:

    ​ A:只能修饰成员
    ​ B:被private修饰的成员只能在本类中访问,外界不可以直接访问
    ​ C:private是一个权限修饰符

    使用:

    1)给成员属性加private

    2)提供关于这个属性的公共的set和get方法

            class Demo_Person {
                    public static void main(String[] args) {
                        Person p1 = new Person();
                        p1.name = "张三"; //调用姓名属性并赋值
                        //p1.age = -17;     //因为age是私有的所以 不能直接调用赋值
                        //p1.speak();       //调用行为
    
                        p1.setAge(-17);
    
                        System.out.println(p1.getAge());
                    }
                }
                
                //人的类
                class Person {
                    String name;                //姓名
                    private int age;            //年龄
    
                    public void setAge(int a) {     //设置年龄
                        age = a;    
                    }
    
                    public int getAge() {           //获取年龄
                        return age;
                    }
    
                    public void speak() {
                        //这里可以直接使用age是因为是在Person类里面
                        System.out.println(name + "..." + age);
                    }
                }
    
    this:

    指的是当前对象的引用

    用途:用来区分成员变量和局部变量重名

        class Demo1_This {
            public static void main(String[] args) {
                Person p1 = new Person();
                p1.setName("张三");
                p1.setAge(23);
                System.out.println(p1.getName() + "..." + p1.getAge());
    
                Person p2 = new Person();
                p2.setName("李四");
                p2.setAge(24);
                System.out.println(p2.getName() + "..." + p2.getAge());
            }
        }
    
        class Person {
            private String name;            //姓名
            private int age;            //年龄
                    
            public void setAge(int age) {       //设置年龄
                this.age = age;
            }
    
            public int getAge() {           //获取年龄
                return age;
            }
    
            public void setName(String name) {  //设置姓名
                this.name = name;
            }
    
            public String getName() {       //获取姓名
                return name;
            }
        }
    

    构造方法

    构造方法是为了创建对象而存在的,一个对象的创建肯定会执行构造方法。一般在构造方法中做初始化操作。构造方法的的特点:没有返回值,连void都不能有;方法名和类名一模一样;方法里面没有返回值(但是可以写一个单独的 return;)

    构造方法的重载

    构造方法可以重载(只要符合重载的条件就可以:方法名相同,参数列表不同)

    代码:

        class Person {
            private String name;
            private int age;
            //构造方法
            public Person() {
            }
            public Person(String name,int age) {
                this.name = name;
                this.age = age;
            }
        }
    
    注意事项

    ​ A:如果我们在一个类中没有给出构造方法, 系统将默认给出一个无参构造;
    ​ B:如果我们给出了构造方法, 系统将不再提供无参构造(所以我们以后在定义类的时候,永远手动给出无参构造)

    有参构造和Set方法的区别

    ​ 有参构造方法,是在创建对象的同时顺便给成员变量进行赋值 ,强调的是创建对象
    ​ 而set方法 就是为了给成员变量赋值的一个方法

    一个对象的创建步骤
    1. 首先想要创建某个类的对象,必须先把类的class文件加载到方法区
    2. 写一个引用
    3. 遇到new就去堆内存中开辟空间
    4. 默认初始化
    5. 显示初始化(如果有显示初始化就进行)
    6. 执行构造方法, 如果构造方法里面有赋值操作,就进行赋值
    7. 把地址值赋值给引用

    static静态

    特点:

    1. 随着类的加载而加载,随着类的消失而消失,因为静态的会一直存在静态区中,直到虚拟机停止,而堆内存中的内容只要没有指向的时候,过一段时间就会被回收,所以不要把任何东西都定义成静态的
    2. 优先于对象而存在
    3. 被包含静态的这个类的所有对象共享
    4. 不仅能用对象名调用,还能用类名直接调用(推荐类名调用,因为既然能用类名调用 ,又何必浪费个内存创建个对象来调用呢)

    代码:​

        class Person {
            String name;                //姓名
            static String country;          //国籍
    
            public void speak() {           //说话的方法
                System.out.println(name + "..." + country);
            }
        }
        class Demo1_Static {
            public static void main(String[] args) {
                Person p1 = new Person();   
                p1.name = "苍老师";            
                p1.country = "日本";      
                    
                Person p2 = new Person();
                p2.name = "小泽老师";   
                    
                p1.speak();     //打印出 苍老师...日本
                p2.speak();     //打印出 小泽老师...日本
    
                Person.country = "日本";  //静态多了一种调用方式,可以通过类名.
                System.out.println(Person.country);
            }
        }
    
    注意事项

    1、静态方法里面不能有this关键字(原因是因为静态是随着类的加载而加载,this是随着对象的创建而存在。静态比对象先存在)
    2、非静态的能访问静态的;静态的不能直接访问非静态的;如果静态的非得访问非静态的内容,请创建对象使用非静态的内容。

    代码体现:

        class Demo {
            int num1 = 10;  //非静态的成员变量
            static int num2 = 20;   //静态的成员变量
    
            public void print1() {  //非静态的成员方法,既可以访问静态的成员也可以访问非静态的
                System.out.println(num1);
                System.out.println(num2);
            }
    
            public static void print2() {   //静态的成员方法
                //System.out.println(num1); //静态的成员方法不能访问非静态的,错误: 无法从静态上下文中引用非静态 变量 num1
                    
                Demo d = new Demo();        //如果静态的非要访问非静态的内容 请创建对象使用
                System.out.println(d.num1);
                System.out.println(num2);
            }
        }
    
    静态变量、成员变量、局部变量的区别
    1. 书写位置
      静态 :类中方法外,加了一个关键字 static
      成员: 类中方法外,没有static
      局部: 方法内
    2. 内存
      静态:方法区里面的静态区
      成员:堆
      局部:栈
    3. 生命周期
      静态:随着类的加载而加载,随着类的消失而消失(虚拟机停掉才会消失)
      成员:随着对象的创建而存在,随着对象消失而消失(当一个对象没有任何指向的时候,过一段时间垃圾回收器就会来清理)
      局部:随着方法的调用而存在,随着方法的执行完毕而消失
    4. 初始化:
      静态:有默认初始化
      成员:有默认初始化
      局部:没有默认初始化,所以在使用之前必须先赋值
    5. 调用不同:
      静态:类名可以调用,对象名也可以调用
      成员:只能对象名调用
      局部:只能在方法内部直接使用 无需在前面加限定

    代码块

    在java中用{}括起来的称为代码块。

    1. 局部代码块,在方法内部{},限定变量生命周期,及早释放,提高内存利用率
    2. 构造代码块,在方法外面,类里面{},每创建一次对象就执行一次,而且是在构造方法执行前执行的,所以说就可以把构造方法里面的共性内容写到构造代码块里面。为什么说构造代码块是在构造方法前面执行呢?一个对象的初始化是先默认初始化,接着显示初始化,最后执行构造方法,这样一个对象就创建完毕了。构造代码块就在显示初始化阶段执行的。
    3. 静态代码块
      在方法外面,类里面static{},随着类的加载而执行,只执行一次,做一些全局初始化的内容。

    例子:

        class Student {
            static {
                System.out.println("Student 静态代码块");
            }
            
            {
                System.out.println("Student 构造代码块");
            }
            
            public Student() {
                System.out.println("Student 构造方法");
            }
        }
    
        class Demo_Student {
            static {
                System.out.println("Demo_Student静态代码块");
            }
            
            public static void main(String[] args) {
                System.out.println("我是main方法");
                Student s1 = new Student();
                Student s2 = new Student();
            }
        }
        执行结果:
            Demo2_Student静态代码块
            我是main方法
            Student 静态代码块
            Student 构造代码块
            Student 构造方法
            Student 构造代码块
            Student 构造方法
    

    继承

    继承就是子类继承父类的特征和行为。extends:是个关键字,表示子类继承父类。被继承的类叫做父类或基类或超类,继承的类叫做子类或者派生类。

    • 继承的好处是提高了代码的复用性和可维护性

      ​ 复用性:就是子类直接使用父类的内容,不用再把父类的代码在子类中写一边了,

      ​ 维护性:假如我想修改所有子类的中同样的方法,我只需要修改父类中的方法,子类中的就都被修改了

    • 继承的弊端是耦合性太强

    ​ 耦合性:假如我只想修改父类中的方法,但是又不想修改子类中的方法,可是我只要修改了父类中的内容,子类继承父类 子类中的内容也就被一起修改了。

    • 开发原则:高内聚,低耦合

      ​ 耦合:类与类的关系

      ​ 内聚:就是自己完成某件事情的能力 比如:某件是封装成一个方法就能完成,可你非要封装成两个方法 这就不是高内聚

    java只支持单继承不支持多继承,但是可以多层继承。如果想用这个体系的所有功能用最底层的类创建对象,如果想看这个体系的共性功能,看最顶层的类 。代码如下:

    class Demo_Extends {
        public static void main(String[] args) {
            DemoC d = new DemoC();
            d.show();
            d.method();
            d.print();
        }
    }
    class DemoA {
        public void show() {
            System.out.println("DemoA");
        }
    }
    
    class DemoB extends DemoA {
        public void method() {
            System.out.println("DemoB");
        }
    }
    
    class DemoC extends DemoB {
        public void print() {
            System.out.println("DemoC");
        }
    }
    
    • 继承的注意事项

      private修饰的不能被继承;
      构造方法不能被继承,但是可以通过super来访问父类的构造方法
      什么时候使用继承呢? 只有 "谁是谁的一种"的时候才去考虑继承

    • 继承中的成员变量
      ​ 变量的使用遵循就近原则, 当方法内使用一个变量,首先看局部位置有没有,如果没有就去成员位置找;如果成员位置没有,就去看父类。

    • this和super的区别
      this代表当前对象的引用 ,不仅可以调用本类的,也可以调用父类的(本类没有的前提下才能调用父类的)
      super代表的是父类内存空间的标识,构造方法中this()和super()不能共存。

    • 继承中的构造方法
      子类所有的构造方法第一行都默认去访问父类中的空参构造方法,因为子类会继承父类中的数据,可能还会使用父类的数据。所以,子类初始化之前,一定要先完成父类数据的初始化。

    • 继承中的成员方法
      方法的重写:在子父类关系中,子类出现和父类一模一样的方法,就叫做方法的重写。
      重写的注意事项:
      A:父类私有的不能被重写
      B:子类重写父类的方法,权限必须大于等于父类的权限
      C:静态的方法只能被静态方法重写(静态只能覆盖静态,其实不算重写,多态时候详细讲解)

    • 重载和重写的区别
      重写:发生在子父类中,子类出现和父类一模一样的方法,才是方法的重写
      重载:发生在一个类中,只要满足方法名相同,参数列表(顺序 个数 类型)不同,与返回值无关的方法。

    多态

    多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

    • 多态的前提
      有继承或者实现关系
      有方法的重写
      有父类的引用指向子类的对象

        class Demo1_Polymorphic {
            public static void main(String[] args) {
                Cat c = new Cat();
                c.eat();
                Animal a = new Cat();//父类引用指向子类对象
                a.eat();
            }
        }
        class Animal {
            public void eat() {
                System.out.println("动物吃饭");
            }
        }
      
        class Cat extends Animal {
            public void eat() {
                System.out.println("猫吃鱼");
            }
        }
      
    • 多态的成员使用特点

    ​ 成员变量:编译看左边,运行看左边
    ​ 成员方法:编译看左边,运行看右边
    ​ 静态方法:编译看左边,运行看左边(静态和类相关,算不上重写,所以,访问还是左边的)
    ​ 在多态的时候,父类的引用除了子类重写的方法是调用的子类的之外, 其他的都是调用的父类自己的,如果父类没有,编译就报错。

    • 多态的好处和弊端
      好处:提到代码的扩展性和维护性
      坏处:不能使用子类特有的方法和属性

    • 向上转型和向下转型
      Person p = new SuperMan();向上转型
      SuperMan sm = (SuperMan)p;向下转型
      ​ 在多态中,父类的引用不能使用子类特有的功能和属性,如果想使用必须向下转型。

        class Demo3_SuperMan {
            public static void main(String[] args) {
                Person p = new SuperMan();//父类引用指向子类对象,超人提升为了人
                //父类引用指向子类对象就是向上转型
                System.out.println(p.name);
                p.谈生意();
                SuperMan sm = (SuperMan)p;//向下转型
                sm.fly();//只有父类的引用强转成子类后,才能使用子类特有的功能
            }
        }
        class Person {
            String name = "John";
            public void 谈生意() {
                System.out.println("谈生意");
            }
        }
        class SuperMan extends Person {
            String name = "superMan";
    
            public void 谈生意() {
                System.out.println("谈几个亿的大单子");
            }
    
            public void fly() {
                System.out.println("飞出去救人");
            }
        }
    

    阿Q用了两天的时间把这块做了简单总结,如果有什么不懂得地方可以给阿Q留言。想了解更多学习知识,请关注微信公众号“阿Q说”,获取更多学习资料吧!你也可以后台留言说出你的疑惑,阿Q将会在后期的文章中为你解答。每天学习一点点,每天进步一点点。

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