java——多态，内部类

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第一讲     多态

        多态可以理解为事物存在的多种体现形态。

        例：动物中猫，狗。猫这个对象对应的类型是猫类型，如：猫 x = new猫(); 同时猫也是动物中的一种，也可以把猫称为动物。动物  y = new猫(); 那么动物就是猫和狗具体事物中抽取出来的父类型。父类型引用指向了子类对象。

 

一、多态的体现

       1、父类的引用指向了自己子类的对象。 

        2、父类的引用也可以接收自己的子类对象。

如：   Animal a = new Cat();

        其中就将父类型的 a 引用指向了子类的对象。

 

二、多态的前提

       1、类与类之间必须有关系，要么继承，要么实现。

        2、存在覆盖。父类中有方法被子类重写。

 

三、多态的利与弊

        利：提高了程序的可扩展性和后期可以维护性。

        弊：只能使用父类中的引用访问父类中的成员。也就是说使用了多态，父类型的引用在使用功能时，不能直接调用子类中的特有方法。如：Animal a = new Cat(); 这代码就是多态的体现，假设子类Cat中有特有的抓老鼠功能，父类型的 a就不能直接调用。这上面的代码中，可以理解为Cat类型提升了，向上转型。

        如果此时父类的引用想要调用Cat中特有的方法，就需要强制将父类的引用，转成子类类型，向下转型。如：Catc = (Cat)a;

注：如果父类可以创建对象，如：Animal a = new Animal(); 此时，就不能向下转型了，Cat c = (Cat)a; 这样的代码就变得不容许，编译时会报错。所以千万不能出现这样的操作，就是将父类对象转成子类类型。

        我们能转换的是父类引用指向了自己的子类对象时，该引用可以被提升，也可以被强制转换。多态至始至终都是子类对象在做着变化。

下面就是一个多态的示例：

[java] view plaincopy

1. //父类————动物  

2. abstract class Animal  

3. {  

4.     public abstract void eat();  

5.   

6. }  

7.   

8. //子类————猫  

9. class Cat extends Animal  

10. {  

11.     //复写父类中的抽象功能  

12.     public void eat()  

13.     {  

14.         System.out.println("吃鱼");  

15.     }  

16.   

17.     //Cat特有的功能  

18.     public static void catchMouse()  

19.     {  

20.         System.out.println("抓老鼠");  

21.     }  

22. }  

23.   

24.   

25. class Demo  

26. {  

27.     public static void main(String[] args)   

28.     {  

29.         Animal a = new Cat();  

30.         a.eat();  

31.         Cat c = (Cat)a;  

32.         c.catchMouse();  

33.     }  

34. }  

结果：

 

四、多态的特点

1、多态中非静态成员函数的特点

        在编译时期：参阅引用型变量所属的类中是否有调用的方法。如果有，编译通过，如果没有编译失败。

如：在上面的示例中，如果用a.catchMouse();编译就会报错。这时只能通过强转，向下转型后，可以使用子类的特有功能。

        在运行时期：参阅对象所属的类中是否有调用的方法。这就是说，如果父类中有一个非抽象的方法，而子类继承后又将其复写了，在多态运行时，父类的引用调用这个同名函数时，被运行的将是父类中的方法。

        简单总结就是：成员函数在多态调用时，编译看左边，运行看右边。

2、多态中成员变量的特点

        无论编译和运行，都参考左边（引用变量所属的类）。如：多态中的父类引用调用成员变量时，如果父类和子类有同名的成员变量，那么被调用的是父类中的成员变量。

3、多态中静态成员函数的特点

        无论编译和运行，都参考左边。也就是父类引用在调用静态同名函数时，被调用的是父类中的静态函数。这是因为，当类一被加载，静态函数就随类绑定在了内存中。此时，不需要创建对象，就可以使用类名直接调用。同时，父类中的静态成员函数一般是不被复写的。

类在方法区中的分配：分为静态区和非静态区，而关键字this和super在非静态区。

 

五、多态的应用

        1、定义好工具类，即将共同行为封装在一个类中。

        2、对类型进行抽取，---->多态的产生。

        3、操作同一父类型，对其中的子类型均可操作

实例小程序：

[java] view plaincopy

1. /* 

2. 电脑的运行实例。电脑的运行由主板控制，假设主板只是提供电脑运行，但是没有上网，听歌等功能。而上网、听歌需要硬件的支持。而现在主板上没有网卡和声卡，这时可以定义一个规则，叫PCI，只要符合这个规则的网卡和声卡都可以在主板上使用，这样就降低了主板和网卡、声卡之间的耦合性。用程序体现。 

3. */  

4. // 接口PCI  

5. interface PCI  

6. {  

7.     void open();  

8.     void close();  

9. }  

10.   

11. //网卡实现接口  

12. class NetCard implements PCI  

13. {  

14.     public void open()  

15.     {  

16.         System.out.println("NetCard_open");  

17.     }  

18.       

19.     public void close()  

20.     {  

21.         System.out.println("NetCard_close");  

22.     }  

23. }  

24.   

25. //声卡实现接口  

26. class SoundCard implements PCI  

27. {  

28.     public void open()  

29.     {  

30.         System.out.println("SoundCard_open");  

31.     }  

32.   

33.     public void close()  

34.     {  

35.         System.out.println("SoundCard_close");  

36.     }  

37. }  

38.   

39. class Mainboard  

40. {  

41.     //电脑运行  

42.     public static void run()  

43.     {  

44.         System.out.println("Mainboard_run");  

45.     }  

46.       

47.     //使用扩展功能  

48.     public static void usePCI(PCI p)//PCI p = new NetCard()//接口型引用指向自己的子类对象。  

49.     {  

50.         if(!(p==null))  

51.         {  

52.             p.open();  

53.             p.close();  

54.         }  

55.     }  

56. }  

57.   

58. class Demo  

59. {  

60.     public static void main(String[] args)   

61.     {  

62.         Mainboard m =new Mainboard();  

63.         //电脑运行  

64.         m.run();  

65.           

66.         //  m.usePCI(null);  

67.   

68.         //电脑上网  

69.         m.usePCI(new NetCard());  

70.   

71.         //电脑听歌  

72.         m.usePCI(new SoundCard());  

73.     }  

74. }  

结果：

 

第二讲     内部类

一、概述

        将一个类定义在另一个类的里面，对里面那个类就称为内部类（内置类，嵌套类）。

        当描述事物时，事物的内部还有事物，该事物用内部类来描述。因为内部事物在使用外部事物的内容。如定义一个描述人的类，而手、心脏等都属于人，然它们又有自己的功能描述，这时可以在人这个描述类中，定义一个描述心脏的类，也就是内部类。

        编译时，如果代码中有内部类，生成的class文件中会含有这样的文件：Test$1.class。编译器将会把内部类翻译成用$（美元符号）分隔外部类名和内部类名的常规类文件。这是内部类的一种编译现象。

 

二、内部类的访问规则

        1、内部类可以直接访问外部类中的成员，包括私有。

              之所以可以直接访问外部类中的成员，是因为内部类中持有了一个外部类的引用，格式：  外部类名.this。

        2、外部类要访问内部类，必须建立内部类对象。

 

三、访问格式

1、当内部类定义在外部类的成员位置上，而且非私有，可以在外部其他类中。可以直接建立内部类对象。

        格式：

                 外部类名.内部类名  变量名 =外部类对象.内部类对象；

        如：    Outer.Inner in =new Outer().new Inner();

当内部类在外部类中的成员位置上时，可以被成员修饰符所修饰。比如：

        private：将内部类在外部类中进行封装。 

        static：内部类就局部static的特性。但是当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员。出现了访问局限。

在外部其他类中，直接访问static内部类的非静态成员的格式为：

        new 外部类名.内部类名（）.方法名（）；

        如：new  Outer.Inner().function();

在外部其他类中，直接访问static内部类的静态成员格式为：

        外部类名.内部类名.方法名（）；

        如：Outer.Inner.function();

注意：

        1）当内部类中定义了静态成员时，该内部类必须是static的。

        2）当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的。

        3）在实际应用中，内部类通常被定义为private，而很少定义为public。

2、内部类定义在局部

        内部类定义在外部类中的某个方法中，创建了这个类型的对象时，且仅使用了一次，那么可在这个方法中定义局部类。

        1）不可以被成员修饰符修饰。如public、private、static等修饰符修饰。它的作用域被限定在了声明这个局部类的代码块中

        2）可以直接访问外部类中的成员，因为还持有外部类中的引用。

注意：内部类不可以访问它所在的局部中非最终变量。只能访问被final修饰的局部变量。

如下面的代码：

[java] view plaincopy

1. class Outer  

2. {  

3.     int x = 3;  

4.     void method(final int a)  

5.     {  

6.         final int y = 4;  

7.         //局部内部类  

8.                 class Inner  

9.         {  

10.             void function()  

11.             {  

12.                 System.out.println(y);  

13.             }  

14.         }  

15.         new Inner().function();//使用局部内部类中的方法。  

16.     }  

17. }  

18. class  InnerClassDemo  

19. {  

20.     public static void main(String[] args)   

21.     {  

22.         Outer out = new Outer();  

23.         out.method(7);//打印7  

24.         out.method(8);//打印8  

25.     }  

26. }  

注：为什么上面的代码中打印的值为什么会改变呢？被final修饰的变量的值是不会被改变的。这里类调用方法使用完后，这时这个被final修饰的变量已经从栈内存中消失了，类再次调用这个方法时，已经是另一变量，所以可以重新被传值。

 

四、匿名内部类

        1、匿名内部类其实就是内部类的简写格式。

        2、定义匿名内部类的前提：

              内部类必须是继承一个类或者实现接口。

              特殊情况：因为所以的类都有一个父类Object，所以在定义时也可以用Object。

        3、匿名内部类的格式：  new父类或者接口(){定义子类的内容}

        4、其实匿名内部类就是一个匿名子类对象。可以理解为带内容的对象。

        5、匿名内部类中定义的方法最好不要超过3个。

匿名内部类的利与弊：

        好处：简化书写

        弊端：1、不能直接调用自己的特有方法、

                     2、不能做强转动作。

                     3、如果继承的父类或接口中有很多方法时，使用匿名内部类阅读性会非常差，且调用会很麻烦。所以匿名内部类中定义的方法有一般不超过3个。

匿名内部类的应用：

[java] view plaincopy

1. interface Inter  

2. {  

3.     void method();  

4. }  

5. class InnerClassTest   

6. {  

7.     public static void main(String[] args)   

8.     {  

9.         show(new Inter()  

10.         {  

11.             public void method()  

12.             {  

13.                 System.out.println("method show run");  

14.             }  

15.         });  

16.     }  

17.   

18.     public static void show(Inter in)  

19.     {  

20.         in.method();  

21.     }  

22. }  

 小练习：

题目：

[java] view plaincopy

1. interface Inter  

2. {     

3.     void method();  

4. }  

5.       

6. class Test  

7. {  

8.     //补足代码，通过匿名内部类  

9. }  

10. class InnerClassDemo   

11. {  

12.     public static void main(String[] args)   

13.     {  

14.             Test.function().method();     

15. }  

16.     }  

分析：

       Test.function().method();//相当于Inter in=Test.function();in.method();

                                              //Test.function():Test类中有一个静态的方法function。

                                             //.method():function这个方法运算后的结果是一个对象。而且是一个Inter类型的对象

                                            //因为只有是Inter类型的对象，才可以调用method方法。

完整代码为：

[java] view plaincopy

1. interface Inter  

2. {     

3.     void method();  

4. }  

5.   

6. class Test  

7. {  

8.     //补足代码，通过匿名内部类  

9.     static Inter function()  

10.     {     

11.         return new Inter()  

12.         {  

13.             public void method()  

14.             {  

15.                 System.out.println("内部类练习");  

16.             }  

17.         };  

18.     }  

19. }  

20.   

21. class InnerClassDemo   

22. {  

23.     public static void main(String[] args)   

24.     {  

25.         Test.function().method();  

26.     }  

27. }  

输出结果：

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