Java之封装,继承,多态

一,前言
​ 今天总结一下关于Java的三大特性,封装,继承,多态。其实关于三大特性对于从事编程人员来说都是基本的了,毕竟只要接触Java这些都是先要认识的,接下来就系统总结一下。

二,封装
​ 先来说说特性之一:封装

2.1,什么是封装
​ 封装(Encapsulation)是面向对象方法的重要原则,就是把对象的属性和操作(或服务)结合为一个独立的整体,并尽可能隐藏对象的内部实现细节。

将类的某些信息隐藏在类的内部,不允许外部程序进行直接的访问调用。
通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。
隐藏对象的信息。
留出访问的对外接口。
​ 举个比较通俗的例子,比如我们的USB接口。如果我们需要外设且只需要将设备接入USB接口中,而内部是如何工作的,对于使用者来说并不重要。而USB接口就是对外提供的访问接口。

​ 说了这么多,那为什么使用封装?

2.2,封装的特点
对成员变量实行更准确的控制。
封装可以隐藏内部程序实现的细节。
良好的封装能够减少代码之间的耦合度。
外部成员无法修改已封装好的程序代码。
方便数据检查,有利于保护对象信息的完整性,同时也提高程序的安全性。
便于修改,体高代码的可维护性。
2.3,封装的使用
使用private修饰符,表示最小的访问权限。

对成员变量的访问,统一提供setXXX,getXXX方法。

下面请看一个Student实体对象类:

public class Student implements Serializable {


private Long id;
private String name;
private Integer sex;

public Long getId() {
    return id;
}

public void setId(Long id) {
    this.id = id;
}

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public Integer getSex() {
    return sex;
}

public void setSex(Integer sex) {
    this.sex = sex;
}

}

分析:对于上面的一个实体对象,我想大家都已经很熟悉了。将对象中的成员变量进行私有化,外部程序是无法访问的。但是我们对外提供了访问的方式,就是set和get方法。

​ 而对于这样一个实体对象,外部程序只有赋值和获取值的权限,是无法对内部进行修改,因此我们还可以在内部进行一些逻辑上的判断等,来完成我们业务上的需要。

​ 到这里应该就明白封装对于我们的程序是多么重要。下面再来说说继承的那点事。

三,继承
3.1,什么是继承
​ 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。当然,如果在父类中拥有私有属性(private修饰),则子类是不能被继承的。

3.2,继承的特点
1,关于继承的注意事项:

​ 只支持单继承,即一个子类只允许有一个父类,但是可以实现多级继承,及子类拥有唯一的父类,而父类还可以再继承。

​ 子类可以拥有父类的属性和方法。

​ 子类可以拥有自己的属性和方法。

​ 子类可以重写覆盖父类的方法。

2,继承的特点:

提高代码复用性。

父类的属性方法可以用于子类。

可以轻松的定义子类。

使设计应用程序变得简单。
3.3,继承的使用
​ 1,在父子类关系继承中,如果成员变量重名,则创建子类对象时,访问有两种方式。

a,直接通过子类对象访问成员变量

​ 等号左边是谁,就优先使用谁,如果没有就向上找。

b,间接通过成员方法访问成员变量

该方法属于谁,谁就优先使用,如果没有就向上找。

public class FU {

int numFU = 10;
int num = 100;
public void method(){
    System.out.println("父类成员变量:"+numFU);
}
public void methodFU(){
    System.out.println("父类成员方法!");
}

}
public class Zi extends FU{

int numZi = 20;
int num = 200;
public void method(){
    System.out.println("子类成员变量:"+numFU);
}
public void methodZi(){
    System.out.println("子类方法!");
}

}
public class ExtendDemo {

public static void main(String[] args) {
    FU fu = new FU();
    // 父类的实体对象只能调用父类的成员变量
    System.out.println("父类:" + fu.numFU);   // 结果:10
    
    Zi zi = new Zi();
    System.out.println("调用父类:" + zi.numFU); // 结果:10
    System.out.println("子类:" + zi.numZi);   // 结果:20

    /** 输出结果为200,证明在重名情况下,如果子类中存在则优先使用,
     *  如果不存在则去父类查找,但如果父类也没有那么编译期就会报错。
     */
    System.out.println(zi.num); // 结果:200
    /**
     * 通过成员方法调用成员变量
     */
    zi.method();    // 结果:10
}

}
2,同理:

​ 成员方法也是一样的,创建的对象是谁,就优先使用谁,如果没有则直接向上找。
​ 注意事项:

​ 无论是成员变量还是成员方法,如果没有都是向上父类中查找,绝对不会向下查找子类的。

3,在继承关系中,关于成员变量的使用:

​ 局部成员变量:直接使用
​ 本类成员变量:this.成员变量
​ 父类成员变量:super.父类成员变量

int numZi = 10;
public void method() {
int numMethod = 20;
System.out.println(numMethod); // 访问局部变量
System.out.println(this.numZi); // 访问本类成员变量
System.out.println(super.numFu); // 访问本类成员变量
}
3.4,重写,重载
​ 重写(override)

​ 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!

class Animal{
public void move(){

  System.out.println("动物行走!");

}
}

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

}
}
​ 重写的规则:

​ 1,参数列表必须与被重写方法相同。

​ 2,访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低(public>protected>(default)>private)。

​ 3,父类成员的方法只能被它的子类重写。

​ 4,被final修饰的方法不能被重写。

​ 5,构造方法不能

重载(overload)

​ 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。

public class Overloading {

   public int test(){
       System.out.println("test1");
       return 1;
   }
   public void test(int a){
       System.out.println("test2");
   }   
   //以下两个参数类型顺序不同
   public String test(int a,String s){
       System.out.println("test3");
       return "returntest3";
   }   
   public String test(String s,int a){
       System.out.println("test4");
       return "returntest4";
   }    
   public static void main(String[] args){
       Overloading o = new Overloading();
       System.out.println(o.test());
       o.test(1);
       System.out.println(o.test(1,"test3"));
       System.out.println(o.test("test4",1));
   }

}
​ 重载规则:

​ 1,被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或者类型不一样)。

​ 2,被重载的方法可以改变返回类型。

​ 3,被重载的方法可以改变访问修饰符。

3.5,this,super关键字
super()关键字的用法
​ 1,子类的成员方法中,访问父类的成员变量。

​ 2,子类的成员方法中,访问父类的成员方法。
3,子类的构造方法中,访问父类的构造方法。

this关键字用法:
​ 1,本类成员方法中,访问本类的成员变量。
​ 2,本类成员方法中,访问本类的另一个成员方法。
3,本类的构造方法中,访问本类的另一个构造方法。
​ 注意:

this关键字同super一样,必须在构造方法的第一个语句,且是唯一的。
this与super不能同时存在。
3.6,构造器
​ 继承关系中,父子类构造方法的访问特点:
​ 1,在子类构造方法中有一个默认隐含的super();调用,因此一定是先调用父类构造方法,再调用子类构造方法。
​ 2,子类构造可以通过super();调用父类的重载构造。(重载)
​ 3,super();的父类调用构造方法,必须在子类构造中的第一行,就是第一个;号结束的元素,并且只能调用一次。

3.7,关于继承的注意事项:
​ 1,Java语言是单继承的,一个子类只能有唯一一个父类
​ 2,Java语言可以是多级继承,一个子类有一个父类,一个父类还可以有一个父类。
​ 3,一个子类只有一个父类,但是一个父类可以有多个子类。

四,多态
4.1,什么是多态
​ 多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

4.2,多态的特点
​ 1,消除类型之间的耦合关系,实现低耦合。

​ 2,灵活性。

​ 3,可扩充性。

​ 4,可替换性。

4.3,多态的体现形式
继承

父类引用指向子类

重写

​ 注意:在多态中,编译看左边,运行看右边

public class MultiDemo {

   public static void main(String[] args) {
       // 多态的引用,就是向上转型
       Animals dog = new Dog();
       dog.eat();
       
       Animals cat = new Cat();
       cat.eat();
       
       // 如果要调用父类中没有的方法,则要向下转型
       Dog dogDown = (Dog)dog;
       dogDown.watchDoor();

   }

}
class Animals {

   public void eat(){
       System.out.println("动物吃饭!");
   }

}
class Dog extends Animals{

   public void eat(){
       System.out.println("狗在吃骨头!");
   }
   public void watchDoor(){
       System.out.println("狗看门!");
   }

}
class Cat extends Animals{

   public void eat(){
       System.out.println("猫在吃鱼!");
   }

}
4.4,向上转型
1,格式:父类名称 对象名 = new 子类名称();

  含义:右侧创建一个子类对象,把它当作父类来使用。
  注意:向上转型一定是安全的。
  缺点:一旦向上转型,子类中原本特有的方法就不能再被调用了。    

五,接口
​ 最后,关于接口方面的细节,不同版本之间的区别。

问题描述:

​ 现在接口中需要抽取一个公有的方法,用来解决默认方法中代码重复的问题。
​ 但是这个共有的方法不能让实现类实现,所以应该设置为私有化。

在JDK8之后:

​ 1,default修饰,接口里允许定义默认的方法,但默认方法也可以覆盖重写。
​ 2,接口里允许定义静态方法。

在JDK9之后:

​ 1,普通私有方法,解决多个默认方法之间代码重复的问题。
​ 2,静态私有化,解决多个静态方法之间代码重复问题。
​ 接口的注意事项:
​ 1,不能通过接口的实现类对象去调用接口中的静态方法。
​ 正确语法:接口名称调用静态方法。

接口当中的常量的使用:

​ 1,接口当中定义的常量:可以省略public static final。
​ 2,接口当中定义的常量:必须进行赋值。
​ 3,接口当中定义的常量:常量的名称要全部大写,多个名称之间使用下划线进行分割。

使用接口的注意事项:

​ 1,接口是没有静态代码块或者构造方法
​ 2,一个类的直接父类是唯一的,但是一个类可以同时实现多个接口。
​ 3,如果实现类没有覆盖重写接口中所有的抽象方法,那么实现类就必须是一个抽象类
​ 4,如果实现类中实现多个接口,存在重复的抽象方法,那么只需要覆盖重写一次即可。
​ 5,在Java中,如果实现类的直接继承父类与实现接口发生冲突时,父类优先级高于接口。

接口之间的关系:

​ 1,多个接口之间是继承关系。
​ 2,多个父接口当中默认方法如果重复,那么子接口必须进行默认方法的覆盖重写。

六,总结
​ 关于Java的特性基本总结完毕,当然还有一些细节没有完善。其实对于这些Java基础一定要掌握并熟记,因为这与我们的实际开发密切相关,好的编码习惯才能铸就好的产品,才能被社会认可。

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