第七章总结
7.1 类的继承
例题7.1：
class Paren { //定义一个父类方法
public Paren() {
System.out.println("调用父类构造方法");
}
}
class Child extends Paren{ //定义一个子类方法继承父类
public Child() {
System.out.println("调用子类构造方法");
}
}
public class liti7_1 {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
new Child();
}
}
继承在面向对象开发思想中是一个非常重要的概念，它使整个程序架构具有一定的弹性，在程序中复用已经定义完善的类不仅可以减少软件开发周期，还可以提高软件的可维护性和可扩展性。
例题1 创建子类对象，观察构造方法执行顺序
父类Parent和子类Child都各自有一个无参的构造方法，在main()方法中创建子类中创建子类对象时，Java虚拟机会先执行父类的构造方法，然后再执行子类的构造方法。
一个类继承另一个类，用extends关键字，语法如下：
class Child extends Parent { }
java只支持单继承，即一个类只能有一个父类
父类Parent：
public class Parent {
public Parent (){
System.out.println("调用Parent类构造方法");
}
}子类Child:
class Child extends Parent{
public Child() {
System.out.println("调用Child类构造方法");
}
}
例题2 在电话类基础上衍生出手机类
Telephone电话类作为父类衍生出Mobile手机类，手机类可以直接使用电话类的按键属性和拨打电话行为。
父类Telephone：
public class Telephone { //电话类
String button = "button:0~9"; //成员属性，10个按键
void call() { //拨打电话
System.out.println("开始拨打电话");
}
}子类Mobile：
class Mobile extends Telephone { //手机类继承电话类
String screen ="screen:液晶屏"; //成员属性，液晶屏幕
}创建一个Demo2类：
public class Demo2{
public static void main(String[]arge) {
Mobile motto = new Mobile();
System.out.println(motto.button); //子类调用父类属性
System.out.println(motto.screen); //子类调用父类没有的属性
motto.call(); //子类调用父类方法
}
}
7.2 Object类
学习使用class关键字定义类时 ，就应用了继承原理 ，因为在Java中，所有的类都直接或间接继承了java.lang.Object类。Object类是比较特殊的类，它是所有类的父类，是Java类层中的最高层类 。当创建一个类时 ，总是在继承 ，除非某个类已经指定要从其他类继承 ，否则它就是从java.lang.Object 类继承而来的 ，可见Java中的每个类都源于 java.lang.Object类 ，如 String 、Integer等类都是继承于添加字群 Object类；除此之外自定义的类也都继承于Object类。\n\n 由于所有类都是Object子类，所以在定义类时，省略了extends Object关键字，如下图所示便描述了这一原则:
在Object类中主要包括clone()、finalize()、equals()、toString()等方法，其中常用的两个方法为equals()和toString()方法。由于所有的类都是Object 类的子类，所以任何类都可以重写Object类中的方法。
注意:Object类中的getClass()、notify()、notifyAll()、wait()等方法不能被重写，因为这些方法被定义为final类型。
7.2.1 getClass()方法
getClass()方法是Object类定义的方法，它会返回对象执行时的Class实例，然后使用此实例调用getName()方法可以取得类的名称。
语法如下：
getClass().getName ();
可以将getClass)方法与toString)方法联合使用。
7.2.2 toString()方法
toString()方法的功能是将一个对象返回为字符串形式，它会返回一个String实例。在实际的应用中通常重写toString()方法，为对象提供一个特定的输出模式。当这个类转换为字符串或与字符串连接时，将自动调用重写的toString()方法。
例题 让学生自我介绍
创建Student类，重写toString()方法，使用该类的对象可以自定义输出自己的姓名和年龄。
代码如下：
public class Student {
String name;
int age;
public Student(String name,int age) {
this.name =name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return "我叫"+name+",今年"+age+"岁。";
}
public static void main(String[] args) {
Student s1 =new Student("张三",16);
System.out.println(s1);
Student s2 =new Student("李四",19);
System.out.println(s2);
}
}
7.2.3 equals方法
equals方法是比较“=”运算符与equals)方法，说明“=”比较的是两个对象的引用是否相等，而equals方法比较的是两个对象的实际内容。带着这样一个理论来看下面的实例。
例题 根据身份证号判断是否为同一人
为People类创建身份证号和姓名两个属性，重写equals方法，仅以身份证号作为区分条件。创建
n个People对象，用equalsO方法和“==”运算符来判断是否存在多个对象代表同一个人。
代码如下：
public class People {
int id; //身份证号
String name; //名字
public People(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public boolean equals(Object obj) { //重写Object类的equals()方法
if(this==obj) //如果参数与本类是同一个对象
return true;
if(obj==null) //如果参数是null
return false;
if(getClass()!=obj.getClass()) //如果参数与本类类型不同
return false;
People other = (People)obj; //将参数强转成本类对象
if(id!=other.id) //如果俩者的身份证号不相等
return false;
return true;
}
public String toString() { //重写Object类toString()方法
return name; //只输出名字
}
public static void main(String[]args) {
People p1 = new People(220,"tom");
People p2 = new People(220,"汤姆");
People p3 = new People(330,"张三");
Object o=new Object();
System.out.println(p1+"与"+p2+"是否为同一人？");
System.out.println("equals()方法结果:"+p1.equals(p2));
System.out.println("==运算符的结果:"+(p1==p2));
System.out.println();
System.out.println(p1+"与"+p3+"是否为同一人？");
System.out.println(p1.equals(p3));
System.out.print(p1+"与"+o+"是否为同一人？");
System.out.println(p1.equals(0));
}
}
从这个结果可以看出，“tom”和“汤姆”虽然名字不同，但是两者的身份证号相同，所以equals)
方法判断出了这两个对象实际上是同一个，而“=”运算符无法做出有效判断。如果两个对象的身份
证号不同，或者两个对象类型都不同，equals()方法就会认为两者不是同一个人。
7.3 对象类型的转换
7.3.1 向上转型
向上转型可以理解为将子类类型的对象转换为父类类型的对象，即把子类类型的对象直接赋值给父类类型的对象，进而实现按照父类描述子类的效果。
7.3.2 向下转型
向下转型可以被理解为将父类类型的对象转换为子类类型的对象。但是，运用向下转型，如果一个较抽象的类的对象转换为一个较具体的类的对象，这样的转型通常会出现错误。例如，可以说某只鸽子是一只鸟，却不能说某只鸟是一只鸽子。因为鸽子是具体的，鸟是抽象的。一只鸟除了可能是鸽子，还有可能是老鹰、麻雀等。因此，向下转型是不安全的。
例题 谁是鸽子？
编写代码证明“可以说某只鸽子是一只鸟，却不能说某只鸟是一只鸽子”：鸟类是鸽子类的父类，用Bird表示鸟类，用Pigeon表示鸽子类。
class Bird {}
class Pigeon extends Bird{}
public class Demo4{
public static void main(String[]arge) {
Bird bird = new Pigeon(); //某只鸽子是一只鸟 向上转型
Pigeon pigeon = bird; //某只鸟是一只鸽子 向下转型
}
}本例在运行之前，Eclipse会报出如下图所示的编译错误，这是因为父类对象不能直接眼值给子类对象
如果想要告诉编译器“某只鸟就是一只鸽子”，应该如何修正？答案就是强制类型转换。也就是说，要想实现向下转型，需要借助强制类型转换。语法如下：
子类类型子类对象=(子类类型)父类对象；
因此，要想实现把鸟类对象转换为鸽子类对象(相当于告诉编译器“某只鸟就是一只鹊子”，用要将图中第8行代码修改为：
Pigeon pigeon = (Pigeon) bird; //通过强制类型转换，告诉编译器“某只鸟就是一只鸽子”注意：
(1)两个没有继承关系的对象不可以进行向上转型或者向下转型。
(2)父类对象可以强制转换为子类对象，但有一个前提条件：这个父类对象要引用这个子类对象
7.4 使用instanceof关键字判断对象类型
当在程序中执行向下转型操作时 ，如果父类对象不是子类对象的实例 ，就会发生ClassCastException异常 ，所以在执行向下转型之前需要养成一个良好的习惯，就是判断父类对象是否为子类对象的实例。这个判断通常使用instanceof操作符来完成。可以使用instanceof操作符判断是否一个类实现了某个接口，也可以用它来判断一个实例对象是否属于一个类。
instanceof的语法格式如下：
myobject instanceof ExampleClassmyobject： 某类的对象引用
ExampleClass： 某个类
使用 instanceof操作符的表达式返回值为布尔值。如果返回值为true，说明 myobject 对象为ExampleClass的实例对象；如果返回值为false，说明myobject对象不是ExampleClass的实例对象。
注意：
instanceof是Java语言的关键字，在Java语言中的关键字都为小写。
下面来看一个向下转型与instanceof关键字结合的例子。
例题 分析几何图形之间的继承关系
创建Quadrangle四边形类、Square 正方形类和Circular圆类。其中，Square类继承Quadrangle类，在主方法中分别创建这些类的对象，然后使用instanceof关键字判断它们的类型并输出结果。
Quadrangle四边形类代码：
class Quadrangle {
}Square 正方形类代码：
class Square extends Quadrangle {
}Circular圆形类代码：
class Circular {
}创建一个Demo5类：
public class Demo5 {
public static void main(String args[]) {
Quadrangle q = new Quadrangle(); //四边形对象
Square s =new Square(); //正方形对象
System.out.println(q instanceof Square); //判断四边形是否为正方形的子类
System.out.println(s instanceof Quadrangle); //判断正方形是否为四边形的子类
System.out.println(q instanceof Circular); //判断正方形是否为圆形的子类
}
}本实例在运行之前，Eclipse就会报出如下图：
因为四边形类与圆形类没有继承关系，因此两者不能使用instanceof关键字进行比较，否则会发生
“不兼容”错误。如果删除或注释掉这行代码，运行结果如下：
7.5 方法的重载
构造方法的名称由类名决定，构造方法只有一个名称，但如果希望以不同的方式来实例化对象，就需要使用多个构造方法来完成。由于这些构造方法都需要根据类名进行命名，为了让方法名相同而形参不同的构造方法同时存在，必须用到“方法重载”。虽然方法重载起源于构造方法，但是它也可以应用到其他方法中。方法的重载就是在同一个类中允许同时存在一个以上的同名方法，只要这些方法的参数个数或类型不同即可。
例题 编写不同形式的加法运算方法
在项目中创建OverLoadTest类，在类中编写add()方法的多个重载形式，然后在主方法中分别输出这些方法的返回值。
代码如下：
public class OverLoadTest {
public static int add (int a, int b) { //定义一个方法
return a+b;
}
public static double add(double a,double b) { //与第一个方法名称相同、参数类型不同
return a+b;
}
public static int add(int a) { //与第一个方法参数个数不同
return a;
}
public static int add (int a,double b) { //先int参数，后double参数
return a; //输出int参数值
}
public static int add(double a,int b) { //先double参数，后int参数
return b; //输出int参数
}
public static void main(String args[]) {
System.out.println("调用add(int,int)方法："+add(1,2));
System.out.println("调用add(double,double)方法："+add(2.1,3.3));
System.out.println("调用add(int)方法："+add(1));
System.out.println("调用add(int,double)方法："+add(5,8.0));
System.out.println("调用add(double,int)方法："+add(5.0,8));
/*
*
* 输出结果
*
*/
}
}
在本实例中分别定义了6个方法，在这6个方法中，前两个方法的参数个数不同，所以构成了重载关系；前两个方法与第3个方法比较时，方法的参数类型不同，并且方法的返回值类型也不同，所以这3个方法也构成了重载关系；比较第4、第5两个方法时，发现除了参数出现的顺序不同之外，其他都相同，这样同样可以根据这个区别将两个方法构成重载关系；而最后一个使用不定长参数的方法，实质上与参数数量不同是一个概念，也构成了重载。
7.6 final 关键字
7.6.1 final 变量
final关键字可用于变量声明，一旦该变量被设定，就不可以再改变该变量的值。通常，由final定义的变量为常量。例如，在类中定义PI值，可以使用如下语句：
final double PI=3.14;
当在程序中使用PI这个常量时，它的值就是3.14，如果在程序中再次对定义为final的常量赋值，编译器将不会接受。
final关键字定义的变量必须在声明时对其进行赋值操作。final除了可以修饰基本数据类型的常量，还可以修饰对象引用。由于数组也可以被看作一个对象来引用，所以final可以修饰数组。一旦一个对象引用被修饰为final后，它只能恒定指向一个对象，无法将其改变以指向另一个对象。一个既是static又是final的字段只占据一段不能改变的存储空间。
7.6.2 final 方法
定义为fǐnal的方法不能被重写。
将方法定义为fǐnal类型可以防止子类修改该类的定义与实现方式，同时定义final的方法的执行效率要高于非final方法。在修饰权限中曾经提到过private修饰符，如果一个父类的某个方法被设置为private修饰符，子类将无法访问该方法，自然无法覆盖该方法，所以一个定义为private的方法隐式被指定为fǐnal类型，这样无需将一个定义为private的方法再定义为final类型。例如下面的语句：
private final void test() {
…//省略一些程序代码
} 例题 使用final关键字为电视机上儿童锁
创建Dad爸爸类，给Dad类定义一个打开电视机的方法，该方法使用final关键字修饰。创建Dad
类的子类Baby类，让Baby类尝试自己重写打开电视的方法。
父类Dad代码：
class Dad {
public final void turnOnTheTV() {
System.out.println("爸爸打开了电视");
}
}子类Baby代码：
class Baby extends Dad{
public final void turnOnTheTV() {
System.out.println("宝宝也要打开电视");
}
}本实例在运行之前，Eclipse就会报出如下图所示的编译错误。因为打开电视这个方法是由final修饰的，子类无法重写。所以Baby 想要打开电视，就只能找爸爸来打开了。
7.6.3 final 类
定义为fǐnal的类不能被继承。如果希望一个类不允许任何类继承，并且不允许其他人对这个类进行任何改动，可以将这个类设置为fǐnal形式。fǐnal类的语法如下：
final class类名()
如果将某个类设置为final形式，则类中的所有方法都被隐式地设置为final形式，但是final类中的成员变量可以被定义为final或非final形式。
7.7 多态
利用多态可以使程序具有良好的扩展性，并可以对所有类对象进行通用的处理
假如现在要编写一个绘制图形的方法 draw（），如果传入正方形对象就绘制正方形，如果传入圆形对象就绘制圆形，这种场景可以使用重载来实现，定义如下：
public void draw(Square s){ //绘制正方形的方法
}
public void draw(Circular c){ //绘制圆形的方法
}多态意为一个名字可具有多种语义，在程序设计语言中，多态性是指“一种定义，多种实现”，例如，运算符“+”作用于两个整型量时是求和，而作用于两个字符型量时则是将其连接在一起。利用多态可以使程序具有良好的扩展性，并可以对所有类对象进行通用的处理。类的多态性可以从两方面体现：一是方法的重载，二是类的上下转型。
例题 万能的绘图方法
创建Shape图形类，作为Square正方形类和Circular圆形类的父类。创建Demo6类，并在该类中
创建一个绘图用的draw)方法，参数为Shape类型，任何Shape类的子类对象都可以作为方法的参数，并且方法会根据参数的类型绘制相应的图形。
父类代码 图形类：
class Shape { //图形类
}Demo6类：
class Circular extends Shape {} //圆形类继承图形类
class Square extends Shape {} //正方形类继承图形类
public class Demo6 {
public static void draw(Shape s) { //绘制方法
if(s instanceof Square) { //如果是正方法
System.out.println("绘制正方形");
} else if(s instanceof Circular){ //如果是圆形
System.out.println("绘制圆形");
} else { //如果是其他类型
System.out.println("绘制父类图形");
}
}
public static void main(String[] args) {
draw (new Shape());
draw (new Square());
draw (new Circular());
}
}从本实例的运行结果中可以看出，以不同类对象为参数调用draw()方法，可以处理不同的图形绘制问题。使用多态节省了开发和维护时间，因为程序员无须在所有的子类中定义执行相同功能的方法，避免了大量重复代码的编写。同时，只要实例化一个继承父类的子类对象，即可调用相应的方法，如果需求发生了变更，只需要维护一个draw()方法即可。
7.8 抽象类与接口
通常可以说四边形具有4条边，或者更具体一点，平行四边形是具有对边平行且相等特性的特殊四边形，等腰三角形是其中两条边相等的三角形，这些描述都是合乎情理的，但对于图形对象却不能使用具体的语言进行描述，它有几条边，究竟是什么图形，没有人能说清楚，这种类在Java中被定义为抽象类。
7.8.1 抽象类
如鸽子类继承鸟类、鸟类继承动物类等。在多态机制中，并不需要将父类初始化对象，需要的只是子类对象，所以在Java语言中设置抽象类不可以实例化对象，因为图形类不能抽象出任何一种具体图形，但它的子类却可以。
Java中定义抽象类时，需要使用abstract关键字，其语法如下：
[权限修饰符] abstract class 类名 { 类体 }
使用abstract关键字定义的类称为抽象类，而使用abstract关键字定义的方法称为抽象方法。
抽象方法的定义语法如下：
[权限修饰符] abstract 返回参数 方法名 (传入参数)；
从上面的语法可以看出，抽象方法是直接以分号结尾的，它没有方法体，抽象方法本身没有任何意义，除非它被重写，而承载这个抽象方法的抽象类必须被继承，实际上，抽象类除了被继承之外没有任何意义。下图中说明了抽象关系：
从图中可以看出，继承抽象类的所有子类都需要将抽象类中的抽象方法进行覆盖，这样在多态机制中，就可以将父类修改为抽象类，将draw)方法设置为抽象方法，然后每个子类都重写这个方法来处理。
7.8.2 接口
接口是抽象类的延伸，可以将它看作是纯粹的抽象类，接口中的所有方法都没有方法体。可以将draw)方法封装到一个接口中，这样可以让一个类既能继承图形类，又能实现draw)方法接口，这就是接口存在的必要性。在下图中描述了各个子类继承图形类后使用接口的关系。
接口使用interface关键字进行定义，其语法如下：
public interface Paintable{
void draw(); //定义接口方法可省略 public abstract 关键字
} * public:接口可以像类一样被权限修饰符修饰，但public关键字仅限用于接口在与其同名的文件中被定义。
* interface:定义接口关键字。
* Paintable:接口名称。
一个类继承一个父类的同时再实现一个接口，可以写成如下形式：
public class Parallelogram extends Quadrangle implements Paintable {
……
}
注意
(1)在接口中，方法必须被定义为public或abstract形式，其他修饰权限不被Java编译器认可。或者说，即使不将该方法声明为public形式，它也是public形式。
(2)在接口中定义的任何字段都自动是static和final的。
例题 将绘图方法设为接口方法
将图形对象的绘图方法剥离出来，作为Paintable可绘制接口中的抽象方法。创建四边形类作为平行四边形类和正方形类的父类，同时让这两个子类实现Paimable接口。创建圆形类实现Paintable接口，但不继承四边形类。
代码：
package 复习;
interface Paintable { //可绘制接口
public void draw(); //绘制抽象方法
}
class Quadrangle { //四边形类
public void doAnything() {
System.out.println("四边形提供的方法");
}
}
//平行四边形类，继承四边形类，并实现了可绘制接口
class Parallelogram extends Quadrangle implements Paintable{
public void draw(){//由于该类实现了接口，所以需要覆盖draw()方法
System.out.println("绘制平行四边形");
}
}
class Square extends Quadrangle implements Paintable{
public void draw() {
System.out.println("绘制正方形");
}
}
public class Demo7{
public static void main(String[] args) {
Square s = new Square();
s.draw();
s.doAnything();
Parallelogram p = new Parallelogram();
p.draw();
p.doAnything();
Circular c=new Circular();
c.draw();
}
}
从这个结果可以看出，“绘制”这个行为可不是四边形独有的，圆形也能绘制，所以draw方法被独立封装在了可绘制接口中。
正方形类与平行四边形类分别继承了四边形类并实现了可绘制接口，所以正方形类与平行四边形类既可以调用绘制方法，又可以调用四边形提供的doAnything0方法。但是，圆形不属于四边形，且可以绘制，所以最后圆形对象只调用了draw0方法。