Java基础：Java面向对象

面向过程的优点是性能比面向对象高，不需要面向对象的实例化；缺点是不容易维护、复用和扩展。面向对象的优点是具有封装、继承、多态的特性，因而容易维护、复用和扩展，可以设计出低耦合的系统；缺点是由于需要实例化对象，因此性能比面向过程低。 ~ 本篇主要记录内容包括：面向对象的概念、封装、继承、多态

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文章目录

- [一、面向对象的概念](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [1、面向对象和面向过程的区别](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [2、对象和类](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [3、面向对象的一般步骤](https://cloud.tencent.com/developer)
- [二、特性：封装](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [1、概述](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [2、访问控制符](https://cloud.tencent.com/developer)
- [三、特性：继承](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [1、概述](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [2、继承的特点](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [3、方法的重写(覆盖)](https://cloud.tencent.com/developer)
- [四、特性：多态](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [1、概述](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [2、注意事项](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [3、编译时多态(方法重载`overload`)与方法签名](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [4、运行时多态](https://cloud.tencent.com/developer)
        - [5、向上转型与向下转型](https://cloud.tencent.com/developer)

一、面向对象的概念

1、面向对象和面向过程的区别

• 面向过程：将问题分解成步骤，然后按照步骤实现函数，执行时依次调用函数。数据和对数据的操作是分离的。
• 面向对象：将问题分解成对象，描述事物在解决问题的步骤中的行为。对象与属性和行为是关联的。

面向过程的优点是性能比面向对象高，不需要面向对象的实例化；缺点是不容易维护、复用和扩展。

面向对象的优点是具有封装、继承、多态的特性，因而容易维护、复用和扩展，可以设计出低耦合的系统；缺点是由于需要实例化对象，因此性能比面向过程低。

Java面向对象的三大特性：封装，继承，多态

2、对象和类

• 对象是现实世界中可以明确标识的实体，对象有自己独有的状态和行为。对象的状态由数据域的集合构成，对象的行为由方法的集合构成。
• 类是定义同一类型对象的结构，是对具有相同特征的对象的抽象。类是一个模板，用来定义对象的数据域和方法。可以从一个类创建多个对象，创建对象称为实例化。

3、面向对象的一般步骤

1. 先按照名词提炼问题领域中的对象
2. 对对象进行描述，其实就是在明确对象中应该具备的属性和行为
3. 通过new的方式，创建该事物的具体对象（对象实例化）
4. 通过该对象调用它以后的功能

二、特性：封装

1、概述

封装（Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法，也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。

外部调用者无需修改或者关心内部实现，内部细节对外部调用透明，外部调用无需修改或关心内部实现

封装的优点： 隐藏细节、减少耦合、便于理解与维护、加强了代码的安全性等

2、访问控制符

Java 提供了三种访问权限，准确的说还有一种是默认的访问权限，加上它一共四种。

• private： 在当前类中可访问，使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）；
• default：在当前包内和访问，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法；
• protected： 在当前类和它派生的类中可访问，使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）；
• public： 公众的访问权限，谁都能访问，使用对象：类、接口、变量、方法

三、特性：继承

1、概述

继承： 从一个已知的类中派生出一个新的类，新类可以拥有已知类的行为和属性，并且可以通过覆盖/重写来增强已知类的能力，子类共性的方法或者属性直接采用父类的，而不需要自己定义，只需要扩展自己的个性化

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，子类可以直接访问父类的非私有化成员变量，访问父类的私有化成员变量可以使用super.方法()，

继承的优点：提高代码的复用性、提供了多态的前提、为多态做铺垫等

继承的初始化顺序：父类的静态代码块 -> 子类的静态代码块 -> 父类的构造代码块 -> 父类的无参构造方法 -> 子类的构造代码块 -> 子类的无参构造方法

2、继承的特点

• 通过子类对象既可以调用自身的非private修饰的成员，也可以调用父类的非private 修饰的成员
• 父类不可以访问子类特有成员，即使是共有的
• 子类的对象调用成员变量的时候，子类自己有,使用子类，子类自己没有则调用父类，出现了同名的成员变量时,在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字
• 子类的对象调用方法的时候，子类自己有，使用子类，子类自己没有调用的父类，出现与父类一模一样的方法时，会出现覆盖操作，也称为 override 重写、复写或者覆盖

3、方法的重写(覆盖)

有继承关系的子类 中, 子类覆盖父类的方法

方法覆盖的前提是，参数列表、方法名必须相同，返回值类型如果是基本数据类型则必须相同，如果是引用数据类型，则可以时返回值父类方法的返回值的子类类型

注意：

• 方法的重写（override）需方法名相同，参数类型相同
• 子类返回类型小于等于父类方法返回类型；
• 子类抛出异常小于等于父类方法抛出异常；
• 子类访问权限大于等于父类方法访问权限；
• 如果父类方法访问修饰符为private则子类不能重写该方法；
• final 修饰的方法不允许在子类中覆盖；
• 父类被覆盖的方法的参数列表中被声明为 final 的参数，在子类的覆盖方法的中可以不必指定为 final；
• 静态方法不能被覆盖，只能被隐藏；

四、特性：多态

1、概述

多态： 是指对象的多种形态，封装和继承几乎都是为多态而准备的。

Java中多态的代码体现在一个子类对象（实现类对象）既可以给这个子类（实现类对象）引用变量赋值，又可以给这个子类（实现类对象）的父类（接口）变量赋值，最终多态体现为 父类引用变量可以指向子类对象

多态调用的三种格式：

• 普通类多态定义的格式：父类 变量名 = new 子类();
• 抽象类多态定义格式：抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
• 接口多态定义的格式：接口 变量名 = new 接口实现类();

多态的优点：提高代码的可维护行、提高代码的扩展性

2、注意事项

• 多态分为编译时多态和运行时多态，Java中的多态一般是运行时多态；
• 必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态；
• 同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类覆盖后的方法；
• 当变量名指向不同的子类对象时，由于每个子类覆盖父类方法的内容不同，所以会调用不同的方法
• 多态中成员访问的特点：编译看左边，运行看左边

3、编译时多态(方法重载overload)与方法签名

因为对于方法重载而言，虽然多个方法的方法名相同，但是我们的编译器，可以根据方法调用代码推断出，所要调用的那个方法的方法签名，从而根据方法签名(jvm唯一的)，确定要调用的方法

注：方法签名： 方法名+方法参数列表

4、运行时多态

因为在编译器编译的时候，无法知道，具体调用的是哪个方法的代码，只有当jvm具体真正执行到调用代码的地方，jvm才能知道调用的究竟是哪个方法

实现运行时多态：继承、方法覆盖/重写(override)、父类引用指向子类对象

5、向上转型与向下转型

向上转型

• 当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。（也叫：隐式转型、自动转型）；
• 格式：父类类型 变量名 = new 子类类型();；
• 什么时候使用：当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型

向下转型

• 一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的；
• 格式：子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;；
• 什么时候使用：当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型；
• 向下转型的好处：可以使用子类特有功能；
• 但是弊端是需要面对具体的子类对象；
• 在向下转型时容易发生 ClassCastException 类型转换异常。在转换之前必须做类型判断

instanceof 关键字

• 作用: 可以通过 instanceof 关键字来判断是否能够对象转化。也就是，一个引用型的变量，是不是这个类型的对象，提高向下转型的安全性；
• 格式： boolean b = 对象 instanceof 数据类型; ，返回 true / false

注意：null instanceof <类名> 结果永远是 false