Java基础小结(二)

Java继承

继承的特性

  • 1、子类拥有父类非private的属性、方法。
  • 2、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
  • 3、子类可以用自己的方式实现父类的方法
  • 4、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。
  • 5、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)。

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

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)。

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。

super关键字

super 表示使用它的类的父类。super 可用于: 1、调用父类的构造方法; 2、调用父类的方法(子类覆盖了父类的方法时); 3、访问父类的数据域(可以这样用但没有必要这样用)。

调用父类的构造方法语法:
super();  

或   

super(参数列表);

注意: 1、super 语句必须是子类构造方法的第一条语句。 2、不能在子类中使用父类构造方法名来调用父类构造方法。 3、父类的构造方法不被子类继承。 4、调用父类的构造方法的唯一途径是使用 super 关键字,如果子类中没显式调用,则编译器自动将 super(); 作为子类构造方法的第一条语句。这会形成一个构造方法链。 5、静态方法中不能使用 super 关键字。

调用父类的方法语法:
super.方法名(参数列表);

注意: 1、如果是继承的方法,是没有必要使用 super 来调用,直接即可调用。 2、但如果子类覆盖或重写了父类的方法,则只有使用 super 才能在子类中调用父类中的被重写的方法。

this 关键字

this 关键字表示当前对象。可用于:

1、调用当前类的构造方法,并且必须是方法的第一条语句。如:this(); 调用默认构造方法。this(参数); 调用带参构造方法。

2、限定当前对象的数据域变量。一般用于方法内的局部变量与对象的数据域变量同名的情况。如 this.num = num。this.num 表示当前对象的数据域变量 num,而 num 表示方法中的局部变量。

构造器

1、子类不能继承父类的构造器(构造方法或者构造函数),但是父类的构造器带有参数的,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。

2、如果父类有无参构造器,则在子类的构造器中用super调用父类构造器不是必须的,如果没有使用super关键字,系统会自动调用父类的无参构造器。 实例:

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); 
  }
}

输出结果为:

SuperClass(int n)
SubClass
SuperClass()
SubClass(int n):200

Java 重写(Override)与重载(Overload)

重写(Override)

1、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

2、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

3、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。

4、在面向对象原则里,重写意味着可以重写任何现有方法。实例如下:

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
   }
}

输出结果:

动物可以移动
狗可以跑和走

在上面的例子中可以看到,尽管b属于Animal类型,但是它运行的是Dog类的move方法

这是由于在编译阶段,只是检查参数的引用类型

然而在运行时,Java虚拟机(JVM)指定对象的类型并且运行该对象的方法

因此在上面的例子中,之所以能编译成功,是因为Animal类中存在move方法,然而运行时,运行的是特定对象的方法。

若Dog类含有bark方法,但Animal类中没有,当b调用bark方法时,会抛出编译错误,因为b的引用类型Animal没有bark方法。

方法的重写规则

  • 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。

重载(Overload)

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。

重写与重载之间的区别

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。

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)

Java 多态

1、多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

2、多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作。

3、多态性是对象多种表现形式的体现。

现实中,比如我们按下 F1 键这个动作:

  • 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档;
  • 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助;
  • 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。

同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

多态的优点

    1. 消除类型之间的耦合关系
    2. 可替换性
    3. 可扩充性
    4. 接口性
    5. 灵活性
    6. 简化性

多态存在的三个必要条件

-继承 -重写 -父类引用指向子类对象 比如:

Parent p = new Child();

当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,再去调用子类的同名方法多态的好处:可以使程序有良好的扩展,并可以对所有类的对象进行通用处理。

虚方法

当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法,则必须使用关键字super。

####实例

父类:

public class Employee {
    private String name;
    private String address;
    private int number;
    public Employee(String name, String address, int number) {
        System.out.println("Employee 构造函数");
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.number = number;
    }
    public void mailCheck() {
        System.out.println("邮寄支票给: " + this.name
                + " " + this.address);
    }
    public String toString() {
        return name + " " + address + " " + number;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public String getAddress() {
        return address;
    }
    public void setAddress(String newAddress) {
        address = newAddress;
    }
    public int getNumber() {
        return number;
    }
}

子类

package com.windcoder.chapter1;

/**
 * Description:
 * User: WindCoder
 * Date: 2017-09-13
 * Time: 23:39 下午
 */
public class Salary extends Employee {

    private double salary; // 全年工资

    public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
        super(name, address, number);
        System.out.println("Salary 构造函数");
        setSalary(salary);

    }
    public void mailCheck() {
        System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
        System.out.println("邮寄支票给:" + getName()
                + " ,工资为:" + salary);
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
    public void setSalary(double newSalary) {
        if(newSalary >= 0.0) {
            salary = newSalary;
        }
    }
    public double computePay() {
        System.out.println("计算工资,付给:" + getName());
        return salary/52;
    }
}

测试类

public class VirtualDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
        Employee e = new Salary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);
        System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
        s.mailCheck();
        System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
        e.mailCheck();
    }
}

运行结果:

Employee 构造函数
Salary 构造函数
Employee 构造函数
Salary 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- 
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给:员工 A ,工资为:3600.0

使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给:员工 B ,工资为:2400.0

例子解析

1、实例中,实例化了两个 Salary 对象:一个使用 Salary 引用 s,另一个使用 Employee 引用 e。

2、当调用 s.mailCheck() 时,编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck(),执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。

3、因为 e 是 Employee 的引用,所以调用 e 的 mailCheck() 方法时,编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。

4、在编译的时候,编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句, 但是在运行的时候,Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。

5、以上整个过程被称为虚拟方法调用,该方法被称为虚拟方法。

6、Java中所有的方法都能以这种方式表现,因此,重写的方法能在运行时调用,不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。

多态的实现方式

方式一:重写

方式二:接口

    1. 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中,因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则,有可能到国外就不行,那是因为国外自己定义的接口类型。
    2. java中的接口类似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

方式三:抽象类和抽象方法

其他

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。

Java 抽象类

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。

抽象类

抽象方法

1、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。

2、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。

3、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。 声明抽象方法会造成以下两个结果:

  • 1、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。
  • 2、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。

抽象类小结

    1. 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。
    2. 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
    3. 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。
    4. 构造方法,类方法(用static修饰的方法)不能声明为抽象方法。
    5. 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。

Java 封装

在面向对象程式设计方法中,封装(英语:Encapsulation)是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法

封装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

要访问该类的代码和数据,必须通过严格的接口控制

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码,而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护,也加强了程式码的安全性。

封装的优点

    1. 良好的封装能够减少耦合。
    2. 类内部的结构可以自由修改。
    3. 可以对成员变量进行更精确的控制。
    4. 隐藏信息,实现细节。

实现Java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) -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

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。

Java 接口

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。

接口与类相似点:

  • 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。

接口与类的区别:

  • 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。

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。

抽象类和接口的区别:

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。

  1. 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。
  2. 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。

接口的声明

Interface关键字用来声明一个接口。接口的声明语法格式如下:

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的类名] {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

接口有以下特性

  • 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关键子。
  • 接口中的方法都是公有的。

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:

...implements 接口名称[, 其他接口, 其他接口..., ...] ...

重写接口中声明的方法时,需要注意以下规则

  • 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。 在实现接口的时候,也要注意一些规则
  • 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。

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

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。

标识接口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。

标识接口作用: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{}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的

  • 建立一个公共的父接口: 正如EventListener接口,这是由几十个其他接口扩展的Java API,你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如:当一个接口继承了EventListener接口,Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。
  • 向一个类添加数据类型: 这种情况是标记接口最初的目的,实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法),但是该类通过多态性变成一个接口类型。

Java 包(package)

为了更好地组织类,Java 提供了包机制,用于区别类名的命名空间。

包的作用

1、把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中,方便类的查找和使用。 2、如同文件夹一样,包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的,不同的包中的类的名字是可以相同的,当同时调用两个不同包中相同类名的类时,应该加上包名加以区别。因此,包可以避免名字冲突。 3、包也限定了访问权限,拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类 。 4、Java 使用包(package)这种机制是为了防止命名冲突,访问控制,提供搜索和定位类(class)、接口、枚举(enumerations)和注释(annotation)等。

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