Java教程

Java基础六

本文主要是介绍Java基础六,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

11、继承

一、继承的概念

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。
1、生活中的继承:
例如:动物分为:陆生动物、水生动物、两栖类动物
继承需要符合的关系是:is-a,父类更通用,子类更具体。
虽然陆生动物和水生动物、两栖类动物都是属于动物,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。
2、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 {
}

3、为什么需要继承
接下来通过实例来说明这个需求。
开发动物类,其中动物分别为企鹅以及老鼠,要求如下:

  • 猫:属性(姓名,编号),方法(吃,睡,介绍)
  • 老鼠:属性(姓名,编号),方法(吃,睡,介绍)
public class Cat { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Cat(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+ "."); 
    } 
}
public class Mouse { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Mouse(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+ "."); 
    } 
}

从这两段代码可以看出来,代码存在重复了,导致后果就是代码量大且臃肿,而且维护性不高(维护性主要是后期需要修改的时候,就需要修改很多的代码,容易出错),所以要从根本上解决这两段代码的问题,就需要继承,将两段代码中相同的部分提取出来组成 一个父类:

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+ "."); 
    } 
}

这个Animal类就可以作为一个父类,然后猫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) 继承之后的代码:

public class Cat extends Animal { 
    public Cat(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}
public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

4、继承类型
需要注意的是 Java 不支持多继承,但支持多重继承。
单继承: 【举例】你是你父亲的儿子
多重继承: 【举例】你是你父亲的儿子,你父亲是你爷爷的儿子
不同类继承同一个父类: 【举例】你父亲和你叔叔继承你爷爷身上的某一个特性,比如:抽烟或者喝酒。
多继承: Java当中不支持多继承

二、继承的特性

  • 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 B 类继承 A 类,C 类继承 B 类,所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类,A 类是 B 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)。

三、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。
1、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 Cat  extends  Animal{ 
}

2、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 {
}

3、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();
  }
}

输出结果为:

animal : eat
dog : eat
animal : eat

4、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

四、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;
  }
}
// SubClass 类继承
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass(){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass");
  }  
  
  public SubClass(int n){ 
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
// SubClass2 类继承
class SubClass2 extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass2(){
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass2");
  }  
  
  public SubClass2(int n){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass2(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    System.out.println("------SubClass 类继承------");
    SubClass sc1 = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(100); 
    System.out.println("------SubClass2 类继承------");
    SubClass2 sc3 = new SubClass2();
    SubClass2 sc4 = new SubClass2(200); 
  }
}

输出结果为:

------SubClass 类继承------
SuperClass()
SubClass
SuperClass(int n)
SubClass(int n):100
------SubClass2 类继承------
SuperClass(int n)
SubClass2
SuperClass()
SubClass2(int n):200

12、多态

一、多态的概念

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作。
例如:打印机分为黑白打印机和彩色打印机,黑白打印机打印出来是黑白的,彩色打印机打印出来是彩色的。
多态性是对象多种表现形式的体现。
1、多态的优点

  • 消除类型之间的耦合关系
  • 可替换性
  • 可扩充性
  • 接口性
  • 灵活性
  • 简化性

2、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:Parent p = new Child();
class Shape {
    void draw() {}
}
 
class Circle extends Shape {
    void draw() {
        System.out.println("Circle.draw()");
    }
}
 
class Square extends Shape {
    void draw() {
        System.out.println("Square.draw()");
    }
}
 
class Triangle extends Shape {
    void draw() {
        System.out.println("Triangle.draw()");
    }
}

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。
以下是一个多态实例的演示,详细说明请看注释:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法
      show(new Dog());  // 以 Dog 对象调用 show 方法
                
      Animal a = new Cat();  // 向上转型  
      a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
      Cat c = (Cat)a;        // 向下转型  
      c.work();        // 调用的是 Cat 的 work
  }  
            
    public static void show(Animal a)  {
      a.eat();  
        // 类型判断
        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情 
            Cat c = (Cat)a;  
            c.work();  
        } else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情 
            Dog c = (Dog)a;  
            c.work();  
        }  
    }  
}
 
abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  
  
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
  
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

执行以上程序,输出结果为:

吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠

二、虚函数

虚函数的存在是为了多态。
Java 中其实没有虚函数的概念,它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数,动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性,可以加上 final 关键字变成非虚函数。
1、重写
我们将介绍在 Java 中,当设计类时,被重写的方法的行为怎样影响多态性。
我们已经讨论了方法的重写,也就是子类能够重写父类的方法。
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。

/* 文件名 : Employee.java */
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;
   }
}

假设下面的类继承Employee类:

/* 文件名 : Salary.java */
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);
       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;
   }
}

现在我们仔细阅读下面的代码,尝试给出它的输出结果:

/* 文件名 : VirtualDemo.java */
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();
    }
}

以上实例编译运行结果如下:

Employee 构造函数
Employee 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

2、例子解析

  • 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。
  • 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()。
  • e 是 Employee 的引用,但引用 e 最终运行的是 Salary 类的 mailCheck() 方法。
  • 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。

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。
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。

三、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

继承和多态的小结:

记它们之间的关系时一定要捋清它们之间的关系。
继承: 你就想成家族之间的关系,四世同堂的那种,排除例外就是不可以多继承!
多态: 你就想成图形之间的关系,形态各异的那种,其特点就是方便,写一个公共的接口,不同的图形实现自己不同形状的方法。至于如何让实现:那就只有三种方法:重写、接口、抽象类和抽象方法 ,【任选其一即可】

总结:

      今天又过去了,总想留住时间,可时间就在不经意之间从身边悄悄溜走!总是在感叹时间过的如此之快!回顾过往只是过往云烟!过往已经过去,是虚的!只有抓住无形的未来,才能实现我们所想的!
      最近本博主正在想一个哲学问题!动和静它们二者之间的关系?本博主记得在《生于忧患,死于安乐》这篇文言文当中曾写道:
      “舜发于畎亩之中,傅说举于版筑之间,胶鬲举于鱼盐之中,管夷吾举于士,孙叔敖举于海,百里奚举于市,故天将降大任于是人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能。
      人恒过然后能改,困于心衡于虑而后作,征于色发于声而后喻。入则无法家拂士,出则无敌国外患者,国恒亡,然后知生于忧患而死于安乐也。”
      本博主一直在想为何是“动”心忍性呢?人在思考当中不是应该先“静”下心来,才能思考自身的错误和缺陷在哪?“动”心忍性,心还没有“静”下来就又乱了,岂不是将错就错吗?又怎么能提升自己的能力呢?可能不同的人有不同的见解吧!当然也不排除能人异仕可以达到自己在“动”心中还能增长自己的才能的,如果有的小伙伴能做到,那本博主真的可以学习一下!也欢迎各位小伙伴们发表自己的意见和看法!在本博主看来“静”下心用来思考,“动”用来增强体质、增长才能!先有想法才会有行动!没有想也就没有做!
      今天的博客先分享到这啦!明天还要继续练车!本博主会继续努力备考周五的科一,争取在十分钟之内答完题出考场!还能取得好成绩!理论和实践开车的技能都很重要!毕竟在开车的时候还是安全第一!慢慢的从一名实习的菜鸟成长成为真正的老司机,此开车可不是“彼开车”,没驾驶证和行驶证还想开车?怕是想吃牢饭吧!别想歪了哈!违反法律的事本博主可不做!本博主可是守法的好公民!也劝各位想歪的小伙伴们:好自为之!争取早日回到正轨!
      最后,愿我们都能在各行各业中能够取得不同的成就,不负亲人、朋友、老师、长辈和国家的期望!能够用自身的所学知识为国家贡献出自己的一份力量!一起加油!
                                                                                                                       2021年5月29日夜

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