【Java基础】封装、继承、多态

构造器

因为在之前的文章中又提到构造器，而且下文例子中也有构造器的使用，所以我们先来看一下构造器。

构造器也称为构造方法，其作用就是在new的同时，对成员变量进行赋值，给对象的属性赋予初始值，其格式为：

权限 类名(参数列表){
    方法体
}

从上可以看出，构造方法是不允许写返回值的，但不代表它没有返回值，因为它是用于new对象的，所以返回值也就是类对象本身；二是方法名必须和类名完全一致。

构造方法的写法有了，那么它是怎么运行的呢？构造方法在new的时候自动运行，只运行一次。每new一次都会运行一次。

每个class中都要有构造方法，如果不手动创建，那么Java会在编译的时候自动去添加一个无参的构造方法，如果有，那么就不会自动添加。另外，接口（interface）中是不允许出现构造方法的，所以接口不能new。

封装

在Java中，封装 一是用来隐藏对象的属性和实现细节，仅仅对外公开接口，从而控制程序中属性的读写访问级别，二是用来提高代码的复用性，如下例子：

public class Person{
    
    /** 名字属性 */
    private String name;
    
    /** 年龄属性 */
    private int age;
    
    /** 性别属性 */
    private String gender;
    
    /** 构造器 */
    public Person(String gender){
        this.gender = gender
    }
    
    /** 设置姓名 */
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    
    /** 获取姓名 */
    public String getName(){
        return this.name;
    }
    
    /** 设置年龄 */
    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
    
    /** 获取年龄 */
    public int getAge(){
        return this.age;
    }
    
    /** 获取性别 */
    public String getGender(){
        return this.gender;
    }
    
}

public class Test01{
    public static void main (String[] args){
        Person person = new Person("男");
        person.setName("张三");
        person.setAge("18");
    }
}

在这个例子中，因为人的性别的不变的（正常情况下），所以我们采用构造器对性别属性进行了初始化，并将属性权限设置为私有的，并且没有添加设置方法，所以初始化后的性别是不允许修改的。但是姓名和年龄是允许修改的，所有我们虽然属性是私有的，但是我们添加了对外的接口，也就是set方法，这便使其可以修改了。

继承

继承是指在一个现有类的基础上构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类称作父类。子类会自动拥有父类中“可以”继承的属性和方法。在子类中，可以直接调用父类的成员变量及方法。继承的格式如下：

权限修饰符 class 子类名 extends 父类名{
    内容
}

好处

• 继承的出现提高了代码的复用性，提高了软件开发的效率；
• 让类与类之间产生了关系，为多态提供了前提。

弊端

类与类之间的耦合度过高。

特点

• 可以单继承，不可以多继承，但可以多重继承；
• 所有的类都直接或间接继承了Object类。

注意

• 使用关键字 extends 让类与类之间产生继承关系；
• 父类的私有成员，子类不能继承；
• 不能为了继承某个功能而随意进行继承的操作。

成员变量和成员方法的继承关系

• 不同名的成员变量或成员方法，子类直接继承使用；
• 同名的变量或方法，默认访问子类自己的成员变量或方法，想访问父 类中的可以使用super关键字，如：super.成员变量。

抽象

抽象方法

使用关键字abstract修饰并没有方法体的方法，称之为抽象方法。必须存在于抽象类中。

抽象类

抽象类是一些具有相同特征的类不断的进行共性收取出来的类，使用关键字abstract表明它是一个抽象类，并且它一定是一个父类。

抽象类在使用时要定义子类继承抽象类，将抽象类进行重写，创建子类的对象。其子类只有重写了抽象类中的所有方法后，才能创建对象，否则该子类还是一个抽象类。

下面是个例子：

public abstract class Test02{
public int sum(int a, int b);
    
    public double avg(int a, int b);
}
public class Test02 extends Text02{
    public int sum(int a, int b){
        return a+b;
    }
    
    public double avg(int a, int b){
        return (a+b)/2;
    }
}

接口

接口就是一个公共的模范标准，只要符合规范标准，都可以使用，使用关键字interface进行标明，并且是一个引用数据类型。其格式如下：

public interface 接口名称{ 
    //接口内容（最重要的内容是抽象方法） 
}

接口中可以包含的内容

在jdk7之前，只可以包含常量和抽象方法。

jdk8中新增了默认方法和抽象方法。默认方法可以通过接口的实现类对象直接调用，也可以被接口的实现类进行覆盖重写。静态方法不能通过接口实现类对象来调用，只能通过接口的名称，直接调用接口的静态方法。

jdk9中又增加了私有方法。静态私有方法，解决静态方法之间重复代码的问题普通私有方法，解决多个默认方法之间重复代码的问题。

使用

上文说到，因为接口没有构造器，所有不能new，因此接口不能直接使用，必须有一个“实现类”通过关键字implements“实现”该接口，且必须重写接口中的所有抽象方法 ，其格式如下

public calss 实现类名 implements 接口名称{
    
}

定义接口要注意以下几点：

• 如果实现类没有重写接口中的所有抽象方法，那么这个实现类自己就必须是一个抽象类；
• 在任何 Java 版本中，接口都能定义抽象方法；
• 接口中的抽象方法修饰符必须是两个固定的关键字：public abstract，这两个关键字的修饰符可以选择性的忽略；
• 方法的三要素可以随意定义；
• 接口中也可以定义成员变量，但是必须使用 public static final 修饰，说明是不可改变的，public static final 也可省略；
• 接口定义的就是常量，接口中的常量必须进行赋值，不赋值会报错；
• 接口中的常量名称，使用完全大写的字母，用下划线进行分割；
• 接口中没有静态代码块或者是构造方法；
• 一个类的直接父类是唯一的，但是一个类可以实现多个接口，接口名用“，”隔开；
• 如果实现类所实现的多个接口当中，存在重复的抽象方法，那么只需要覆盖重写一次即可；
• 一个类如果直接父类当中的方法，和接口中的默认方法产生了冲突，优先使用父类当中的方法

多态

一个对象拥有多种形态，就是对象的多态性，继承和接口的实现为多态产生了前提。代码中的多态性，就是父类引用指向子类的对象，其使用方法如下：

父类名称 对象名 = new 子类名称();
接口名称 对象名 = new 实现类名称();

多态情况下，访问成员变量也有所不同：一种是直接通过对象名称访问成员变量，这个时候要看等于号左边是谁就优先用谁，没有则向上找；二是间接通过成员方法访问成员变量，这个时候要看该方法属于谁，如果子类没有重写方法，那方法就属于父类，如果子类重写了方法，那方法就属于子类。

多态的转型

多态转型分向上转型和向下转型：

向上转型就是右侧创建一个子类的对象，把他当作父类来看待使用，类似于数据类型的自动转换。向上转型一定是安全的，但是一旦向上转型，将无法调用子类原本的特有内容。向上转型格式如下：

父类名称 对象名 = new 子类名称();

向下转型就是将父类的对象，“还原”成本来的子类对象，类似于数据类型强制转换。需要注意的是要把 x 类的对象向下转型，必须保证对象本来创建的时候就是 x 类，才能向下转型。向下转型格式如下：

子类名称 对象名 = (子类名称)父类对象;