Java 面向对象及封装、继承、多态三大特征总结

一、面向对象思想总结

1. 什么是面向对象？

面向对象思想，是基于面向过程而言的：

1）面向过程：实现一个功能的时候，每一个具体的步骤都需要亲力亲为，详细的处理每一个细节。
2）面向对象：实现一个功能的时候，不关心中间具体的步骤，找一个已经具有该功能的人，来帮我做事情。

2. 举例（洗衣服）说明：

1）面向过程：脱衣服—>拿一个盆—>导入洗衣液—>加水—>浸泡几分钟—>开始搓洗—>清洗泡沫—>拧干—>晾晒

2）面向对象：脱衣服—>打开全自动洗衣机（对象）—>放进衣服—>按下按钮—>取出晾晒

3. 特点：

1）是一种更加符合人们思考习惯的思想。
2）可以将复杂的事情简单化。
3）以前的过程中的执行者，变成了指挥者。

4. 何为对象？何为类？

面向对象，对象是谁？从哪里来？

1）对象：是一类事物的具体提现。是类的一种实例化，同时具备该类事物的属性和行为。比如：洗衣机、手机、小狗。。。

2）什么又是类？
类，是一组相关属性和行为的集合，可以理解为一类事物的模板。
属性：状态信息（名字、年龄。。。）
行为：能够做什么（吃、睡、玩。。。）

在Java中对于类的属性描述就是用成员变量，行为描述就是成员方法。

3）类与对象的关系：

5. 简单理解：

在面对一个问题时，首先应该分析这个问题可以由哪些对象和类来实现，
然后再分析这些对象和类应该具有哪些属性和方法，最后分析总结出：将合适的方法放在合适的类当中！

二、面向对象三大特征

1.封装性

1）概述：

封装就是把一个对象的属性和行为的代码封装在一个类中，并对成员变量进行私有化，将属性和实现细节隐藏起来，仅对外提供公共访问方式。

封装可以理解是一个保护屏障，防止该类的代码被外部类定义的代码随机访问。

2）优点：

• 减少耦合性
• 隐藏信息，提高安全性
• 提高复用性

3）实现方法：

一般使用private关键字来修饰成员变量，只能在本类访问，其他类都不能直接访问。

但对每个属性可以提供对外的公共方法，用于对私有属性进行间接访问。

3）代码举例：

// 定义一个学生类
class Student{
	//成员变量私有化
	private String name ;
	private int age ;
	
	//给name赋值
	public void setName(String n){
		name = n ; 
	}
	
	//获取name值
	public String getName(){
		return name ;
	}
	
	//给年龄赋值
	public void setAge(int a){
		age = a ;
	}
	
	//获取年龄
	public int getAge(){
		return age ;
	}
	
}

2. 继承性

1）概述：

将多个类中的共性内容抽取出来，放在一个独立的类中, 让这多个类和当前该类产生一种关系"继承"。

这个公共的类就是父类，也称为超类或者基类，其他的类就是子类，也称派生类。

子类继承父类，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为

格式为：

class 父类 { 
... 
}

class 子类 extends 父类 {
 ... 
}

2）特点：

• 只能单继承，即：一个类只能有一个父类。
• 可以多层继承，即：父类还可以有父类。
• 一个子类的父类是唯一的，但是一个父类可以拥有多个子类。

3）优点：

• 提高了代码的复用性
• 提高了代码的维护性
• 继承关系是实现多态的前提

4）缺点：

当一个类存在多个子类的时候，如果该类发生变化，那么这些子类也会跟着一起变化，造成类与类之间的“强耦合”！

5）成员变量的访问特点：

1 子类父类中成员变量不重名，可正常访问

class Fu {
	int num1 = 10; 
}

class Zi extends Fu {
	int num2 = 20;
	public void show(){
		System.out.println("Fu = " + num1);// 父类成员变量
		System.out.println("Zi = " + num2);// 子类成员变量
	}
}

class ZiTest {
	public static void main(String[] args){
		Zi zi = new Zi(); 
		zi.show();
	}
}
/* 显示结果：
	Fu = 10
	Zi = 20
*/

2 子类父类的成员变量重名时，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。

class Fu {
	int num = 10; 
}

class Zi extends Fu {
	int num = 20;
	public void show(){
		int num = 30;
		System.out.println("Zi1 = " + num);		//  子类局部变量
		System.out.println("Zi2 = " + this.num);//  子类成员变量
		System.out.println("Fu  = " + super.num);// 父类成员变量
	}
}

class ZiTest {
	public static void main(String[] args){
		Zi zi = new Zi(); 
		zi.show();
	}
}
/* 显示结果：
	Zi1 = 30
	Zi2 = 20
	Fu  = 10
*/

6）成员方法的访问特点：

1 子类父类中成员方法不重名

子类对象调用方法时，首先，在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法；

若子类中不存在就会向上在父类中查找有没有对应的方法，若父类中存在就会执行子类中的方法；

若不存在就会编译报错！

class Fu {
	public void show(){
		System.out.println("Fu类中的show方法执行");
	}
}

class Zi extends Fu {
	int num = 20;
	public void show2(){
		System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
	}
}

class ZiTest {
	public static void main(String[] args){
		Zi zi = new Zi(); 
		// 子类中没有show方法，但是可以向上找到父类方法去执行
		zi.show();
		zi.show2();
	}
}
/* 显示结果：
	Fu类中的show方法执行
	Zi类中的show2方法执行
*/

2 子类父类中成员方法重名，此时是一种特殊的访问，叫做方法重写 (Override)。

方法重写：子类中出现与父类一模一样的方法时（方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，称为重写或者复写。

方法重写的应用举例

// 手机父类
class Phone { 
	public void sendMessage(){ 
		System.out.println("发短信"); 
	}
	public void call(){ 
		System.out.println("打电话"); 
	}
	public void showNum(){ 
		System.out.println("来电显示号码"); 
	} 
}
// 新手机子类
class NewPhone extends Phone { 
	//重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能 
	public void showNum(){ 
		super.showNum(); //调用父类已经存在的功能使用
		
		//增加自己特有显示姓名和图片功能 
		System.out.println("显示来电姓名"); 
		System.out.println("显示头像"); 
	} 
}
public class PhoneTest { 
	public static void main(String[] args) { 
		NewPhone np = new NewPhone();
		// 调用父类继承而来的方法 
		np.sendMessage();
		np.call(); 
		// 调用子类重写的方法 
		np.showNum(); 
	} 
}

方法覆盖重写：
子类方法返回值的范围必须【小于等于】父类方法返回值范围！

8）构造方法的访问特点：

构造方法的作用是始化成员变量。
所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super()，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。

class Fu { 
	private int n; 
	public Fu(){ 
		System.out.println("Fu()"); 
	} 
}

class Zi extends Fu { 
	public Zi(){ 
	// super（），调用父类构造方法 
	System.out.println("Zi（）"); 
	}
}
class ExtendsTest{ 
	public static void main (String args[]){ 
	Zi zi = new Zi(); 
	} 
}
/* 显示结果：
	Fu（） 
	Zi（）
*/

3. 多态性

1）什么是多态：

多态指的是一类事物有多种形态，体现代码中,就是在堆内存中的形态不一样。

2）多态的前提：

• 必须存在继承关系
• 子类必须重写父类的方法
• 父类引用指向子类对象

3）格式：

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

4）优点：

• 降低耦合
• 灵活性
• 可维护性（继承保证）
• 可扩展性（多态保证）

5）缺点：

不能够访问子类的特有功能！

6）成员变量特点：

编译看（等号）左，运行看（等号）左！

class Fu { 
	int num = 10;
}

class Zi extends Fu { 
	int num = 20;
}
class MultiTest{ 
	public static void main (String args[]){ 
		// 使用多态写法，父类引用指向子类对象
		Fu fu = new Zi(); 
		System.out.println(fu.num);
		// 编译看左：父类里有num，编译通过
		// 运行看左：执行父类num变量
	} 
}
// 输出结果：10

7）成员方法特点：

编译看（等号）左，运行看（等号）右！

class Fu { 
	int num = 10;
	public void show(){
		System.out.println("父类方法执行");
	}
}

class Zi extends Fu { 
	int num = 20;
	public void show(){
		System.out.println("子类方法执行");
	}
}
class ExtendsTest{ 
	public static void main (String args[]){ 
		Fu fu = new Zi(); 
		
		fu.show();
		// 编译看左：父类里有show()，编译通过
		// 运行看右：执行子类show()方法
	} 
}
// 输出结果：子类方法执行

8）构造方法特点：

都是对对象中的数据进行初始化，仍需要遵循分层初始化!

9）对象的转型：

代码演示：

class Animal { 
	public void eat(){
		System.out.println();
	}
}

class Cat extends Animal { 
	public void eat(){
		System.out.println("猫吃鱼");
	}
	public void catchMouse(){
		System.out.println("猫抓老鼠");
	}
}

class Dog extends Animal{
	public void eat(){
		System.out.println("狗吃骨头");
	}
	public void watchDoor(){
		System.out.println("狗看门");
	}
}
class ExtendsTest{ 
	public static void main (String args[]){ 
		// 向上转型
		Animal animal = new Cat(); 
		animal.eat();// 猫吃鱼
		
		// 向下转型，进行“还原”动作
		Cat cat = (Cat) animal;
		cat.catchMouse();// 猫抓老鼠
		
		// 错误的向下转型：本来是猫，非要“还原”成狗
		//Dog dog = (Dog) animal;// 编译不会报错，运行会出现异常：ClassCastException
	} 
}

10）instanceof关键字：

那么问题来了，我怎么知道你之前是什么，new的对象太多，记不得了，这时，我该怎么快速的正确完成“还原”嘞？

instanceof 来解决！

instanceof ：表示该引用是否能表示该类实例，也就是判断前面的对象能不能当做后面类型的实例，返回boolean类型。

格式：
对象 instanceof 类名称

class Animal { 
	public void eat(){
		System.out.println();
	}
}

class Cat extends Animal { 
	public void eat(){
		System.out.println("猫吃鱼");
	}
	public void catchMouse(){
		System.out.println("猫抓老鼠");
	}
}

class Dog extends Animal{
	public void eat(){
		System.out.println("狗吃骨头");
	}
	public void watchDoor(){
		System.out.println("狗看门");
	}
}

class Test{ 
	public static void main (String args[]){ 
		Animal animal = new Cat(); 
		// 判断父类引用animal本来是不是Dog
		if (animal instanceof Cat){
			Cat cat = (Cat) animal;
			cat.catchMouse();
		}
		// 判断父类引用animal本来是不是Cat
		if (animal instanceof Dog){
			Dog dog = (Dog) animal;
			dog.watchDoor();
		}
	} 
}
// 运行结果：猫抓老鼠