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面向对象_继承、抽象类、接口

来源：互联网 发布：mac怎么从u盘启动 编辑：程序博客网 时间：2024/05/02 01:04
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继承是面向对象三大特征之一，也是实现软件复用的重要手段。Java的继承具有单继承的特点，每个子类只有一个直接父类。

1，  继承的特点：

       Java的继承通过extends关键字来实现，实现继承的类被称为子类，被继承的类称为父类，有时称其为基类、超类。父类和子类的关系，是一种一般和特殊的关系。例如水果和苹果的关系，苹果继承了水果，苹果是水果的子类，则苹果是一种特殊的水果。

      Java里子类继承父类的语法格式如下：

修饰符 class SubClass extends SuperClass

{

        //类的定义部分

}

2，  注意

   2.1，千万不要为了获取其他类的功能，简化代码而继承。必须是类与类之间有所属关系才可以继承，所属关系 is a。

   2.2 ，Java中只支持单继承，不支持多继承（C++支持多继承），因为多继承容易带来安全隐患：当多个父类定义了相同的功能，当功能内容不同时，子类对象不确定要运行哪一个，但是Java保留了这种机制，并用另外一种体现形式来完成，叫多实现。

  2.3 ，Java支持多层继承，也就是一个继承体系。如何使用一个继承体系呢？

       想要使用体系，先查阅体系父类的描述，因为父类中定义的是该体系中的共性功能。

       通过了解共性功能，就可以知道该体系的基本功能。那么该体系已经可以基本使用了。在具体调用时，要创建最子类的对象，一是因为有可能父类不能创建对象，二是创建子类对象可以使用更多的功能，包括基本的也包括特有的。

继承体系示例代码：

class Plant{…}

class Fruit extends Plant{…}

class Apple extends Fruit{…}

  2.4 如果定义了一个Java类时并未显式指定这个类的直接父类，则这个类默认扩展java.lang.Object类。因此，java.lang.Object是所有类的父类，要么是其直接父类，要么是其间接父类，因此所有Java对象都可调用java.lang.Object类所定义的实例方法。

3，  super关键字

    如果子类中出现了非私有的与父类同名的成员变量时，子类要访问本类中的变量，用this，子类要访问父类中的同名变量，用super；

   super的使用和this的使用几乎一致，this代表的是本类对象的引用，super代表的是父类对象的引用。

        正如this不能出现在static修饰的方法中一样，super也不能出现在static的方法中。Static修饰的方法是属于类的，该方法的调用者可能是一个类，而不是对象，也就不存在对应的父对象了，因而super引用也就失去了意义。

      与this引用类似的是，如果在构造器中使用super引用，则super引用指向该构造器正在初始化的对象所对应的父类对象。

4，  重写，覆盖（override）

    当子类出现和父类一模一样的函数时，子类对象调用该函数，会运行子类函数的内容，如同父类的函数被覆盖一样。这种情况是函数的另外一个特性：重写（覆盖）。

    当子类继承父类，沿袭了父类的功能到子类中，但是子类虽具备该功能，功能的内容却和父类不一致，这时，没有必要定义新功能，而是使用覆盖特殊，保留父类的功能定义，并重写功能内容。

     覆盖：1，子类覆盖父类，必须保证子类的权限大于或者等于父类权限，才可以覆盖，负责编译失败。

                 2，静态只能覆盖静态。

                 3，方法的重写要遵循“两同两小一大”规则，“两同”即方法名相同、形参列表相同，“两下”指的是子类方法返回值类型应比父类返回值类型更小或相等，子类方法声明抛出的异比父类方法声明抛出的异常更小或相等。“一大”指的子类方法的访问权限应比父类方法权限更大或相等，尤其指出的是，覆盖方法和被覆盖方法要么都是类方法，要么都是实例方法，不能一个是类方法，一个是实例方法。

                4，当子类覆盖了父类方法后，子类对象将无法访问父类中被覆盖的方法，但还可以在子类方法中调用父类中被覆盖方法。如需要在子类方法中调用父类中被覆盖方法，可以使用super（被覆盖的是实例方法）或者父类类名（被覆盖的方法是类方法）作为调用者来调用父类中被覆盖方法。

               5，如果父类方法具有private访问权限，则该方法对其子类是隐藏的，因此其子类无法访问该方法，也就是无法重写该方法。如果子类中定义了一个与父类private方法具有相同方法名，相同参数列表，相同返回值类型的方法，依然不是重写，只是在子类中重新定义了一个新方法。

注意：重载和重写的区别，重载只看同名函数的参数列表，重写看子父类方法要一模一样。

5，  子父类中构造函数的特点。示例代码：

[java] view plaincopyprint?
  1. class Fu 
  2. { 
  3.     Fu() 
  4.     { 
  5.         System.out.println("fu run"); 
  6.     } 
  7. } 
  8. class Zi extends Fu 
  9. { 
  10.     Zi() 
  11.     { 
  12.         //super(); 
  13.         System.out.println("zi run"); 
  14.     } 
  15.     Zi(int x) 
  16.     { 
  17.         //super(); 
  18.         System.out.println("zi..."+x); 
  19.     } 
  20. } 
  21. class ExtendsDemo  
  22. { 
  23.     public staticvoid main(String[] args)  
  24.     { 
  25.         Zi z = new Zi(); 
  26.         Zi z1 = new Zi(4); 
  27.     } 
  28. } 

编译运行结果：

    5.1，在对子类对象进行初始化时，父类的构造函数也会运行，那是因为子类的构造函数默认第一行有一条隐式的语句 super()；super()：会访问父类中空参数的构造函数，而且子类中所有的构造函数默认第一行都是super();
    5.2，为什么子类一定要访问父类中的构造函数？
因为父类中的数据子类可以直接获取，所以子类对象在建立时，需要先查看父类是如何对这些数据进行初始化的。
所以子类在对象初始化时，要访问一下父类中的构造函数。
如果要访问父类中指定的构造函数，可以通过手动定义super语句的方式来指定。
注意：super语句一定定义在子类构造函数的第一行。
5.3，子类的实例化过程。
子类的所有的构造函数，默认都会访问父类中的空构造函数，因为子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式的super();当父类中没有空参数的构造函数时，子类必须手动通过super语句形式来指定要访问父类中的构造函数。当然，子类的构造函数第一行也可以手动指定this语句来访问本类中的构造函数。子类中至少会有一个构造函数会访问父类的构造函数。
5.4，在一个构造函数中调用另外一个重载的构造函数使用this来调用，在子类构造函数中调用父类构造函数使用super调用来实现。
示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. class Person 
  2. { 
  3.     public String name; 
  4.     public int age; 
  5.     Person(String name , int age) 
  6.     { 
  7.         this.name = name; 
  8.         this.age = age; 
  9.     } 
  10. } 
  11. class Student extends Person 
  12. { 
  13.     private String num; 
  14.     Student(String name , int age , String num) 
  15.     { 
  16.         super(name,age); 
  17.         //this.name = name; 
  18.         //this.age = age; 
  19.         this.num = num; 
  20.     } 
  21.     public staticvoid main(String[] args) 
  22.     { 
  23.         Student s = new Student("chaochao",23,"20103701"); 
  24.         System.out.println(s.name+"..."+s.age+"..."+s.num); 
  25.     } 
  26. } 

编译运行结果：

从上面程序中不难看出，使用super调用和使用this调用也很像，区别在于super调用的是其父类的构造函数，
而this调用的是同一个类中重载的构造函数。因此，使用super调用父类构造函数也必须出现在子类构造函数执行体的第一行，
所以this调用和super调用不会同时出现。

6，final:最终。作为一个修饰符。

6.1，可以修饰类，函数，变量。

6.2，被final修饰的类不可以被继承。为了避免被继承，被子类复写功能。

因为继承打破了面向对象的封装性，为了更好的封装，使用final来解决。示例代码：

[java] view plaincopyprint?
  1. final class Demo 
  2. { 
  3.     void show(){} 
  4. } 
  5. class SubDemo extends Demo 
  6. { 
  7. } 
  8. class FinalDemo  
  9. { 
  10.     public staticvoid main(String[] args)  
  11.     { 
  12.         System.out.println("Hello World!"); 
  13.     } 
  14. }  

编译出错：

6.3，被final修饰的方法不可以被复写。示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. class Demo 
  2. { 
  3.     final void show1(){} 
  4.     void show2(){} 
  5. } 
  6. class SubDemo extends Demo 
  7. { 
  8.     void show1(){} 
  9. } 
  10. class FinalDemo  
  11. { 
  12.     public staticvoid main(String[] args)  
  13.     { 
  14.         System.out.println("Hello World!"); 
  15.     } 
  16. } 

编译出错：

6.4，被final修饰的变量是一个常量只能赋值一次。既可以修饰成员变量，又可以修饰局部变量。
   当在描述事物时，一些数据的值是固定的，那么这时为了增强阅读性，都给这些值起一个名字，方便于阅读。
   而这个值不需要改变，所以加上final修饰。作为常量：常量的书写规范所有的字母都大写，
   如果由多个单词组成，单词间通过_连接。
   public static final共同标记常量时，这个常量就成了全局的常量，可以被类名调用。
示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. class Demo 
  2. { 
  3.     public staticfinal double PI =3.14;  //可以被类名调用的常量PI，终身为3.14，不可为其赋值 
  4.     final void show1(){} 
  5.     void show2() 
  6.     { 
  7.         final int x =3; 
  8.         x = 9; 
  9.     } 
  10. } 
  11. class SubDemo extends Demo 
  12. { 
  13.     //void show1(){} 
  14. } 
  15. class FinalDemo  
  16. { 
  17.     public staticvoid main(String[] args)  
  18.     { 
  19.         System.out.println("Hello World!"); 
  20.     } 
  21. }  

编译出错：

6.5，内部类定义在类中的局部位置上时，只能访问该局部被final修饰的局部变量。
6.6，final修饰基本类型和引用类型变量的区别当使用final修饰基本类型变量时，不能对基本类型变量重新赋值，因此基本类型变量不能被改变。但对于引用类型的变量而言，它保存的仅仅是一个引用，final只保证这个引用所引用的地址不会改变，即一直引用同一个对象，但这个对象完全可以发生改变。示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. import java.util.*; 
  2. class Person 
  3. { 
  4.     private int age; 
  5.     public Person(int age) 
  6.     { 
  7.         this.age = age; 
  8.     } 
  9.     public void setAge(int age) 
  10.     { 
  11.         this.age = age; 
  12.     } 
  13.     public int getAge() 
  14.     { 
  15.         return this.age; 
  16.     } 
  17. } 
  18. class  TestFinalReference 
  19. { 
  20.     public staticvoid main(String[] args)  
  21.     { 
  22.         final int[] iArr = {5,6,12,9};             //final修饰数组变量，iArr是一个引用变量 
  23.         System.out.println(Arrays.toString(iArr)); 
  24.         Arrays.sort(iArr);                         //对数组进行排序，合法 
  25.         System.out.println(Arrays.toString(iArr));  
  26.         iArr[2] = -8;                             //对数组进行赋值，合法 
  27.         System.out.println(Arrays.toString(iArr)); 
  28.         //iArr = null;                             //对iArr重新赋值，非法 
  29.         final Person p =new Person(45);         //final修饰Person变量，p是一个引用变量 
  30.         p.setAge(23);                           //改变Person的age属性，合法 
  31.         System.out.println(p.getAge()); 
  32.         //p = null;                               //对p进行重新赋值，非法 
  33.     } 
  34. }  

编译运行结果：

7，  抽象类
  当多个类中出现相同功能，但是功能主体不同；这时可以进行向上抽取，只是抽取功能定义，而不是抽取功能主体。就是抽象。
7.1抽象类的特点
7.1.1，抽象方法一定在抽象类中；
7.1.2，抽象类和抽象方法都必须同时被abstract关键字修饰；
7.1.3，抽象类不可以用new创建对象，因为调用抽象方法没有意义；
7.1.4，抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类重写其所有的抽象方法后，建立子类对象调用；
       如果子类只是覆盖了部分抽象方法，那么该子类还是抽象的类.
    抽象类和一般类没有太大的不同，该如何描述事物，就如何描述事物，只不过该事物出现了一些看不懂的东西，这些不确定的部分，也是该事物的功能，需要明确出现，但是无法定义主体；通过抽象方法来表示；
    抽象类比一般类多了个抽象方法，就是在类中定义抽象方法，用abstract修饰，也可定义一般方法，有主体，可被子类对象直接调用；抽象类不可以实例化；
 
特殊：抽象类中可以不定义抽象方法，可以只定义一般方法。也可以什么都不定义，就是空类，这样做的仅仅是不让该类建立对象；
7.2，如何定义一个抽象类？示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. abstract class Student 
  2. { 
  3.     abstract void study1(); 
  4.     abstract void study2(); 
  5.     void sleep() 
  6.     { 
  7.         System.out.println("躺着睡"); 
  8.     } 
  9. } 
  10.  
  11. class BaseStudent extends Student 
  12. { 
  13.     void study1() 
  14.     { 
  15.         System.out.println("Base Study"); 
  16.     } 
  17.     void study2(){}; 
  18. } 
  19.  
  20. class AdvStudent extends Student 
  21. { 
  22.     void study1() 
  23.     { 
  24.         System.out.println("Adv Study"); 
  25.     } 
  26.     void study2(){}; 
  27. } 
  28.  
  29. class AbstractDemo 
  30. { 
  31.     public staticvoid main(String[] args) 
  32.     { 
  33.         //new Student();    Student类是抽象的，不能实例化一个对象 
  34.         new BaseStudent().study1(); //抽象类只能被子类重写，并且只能实例化子类的对象，进行调用 
  35.         new BaseStudent().sleep();   
  36.     } 
  37. }  

    7.3，注意事项
7.3.1，abstract不能用于修饰属性，不能用于修饰局部变量，即没有抽象变量、没有抽象属性等说法；
       abstract也不能用于修饰构造器，没有抽象的构造器。抽象类里定义的构造器只能是普通构造器。
7.3..2，abstract关键字修饰的方法必须被其子类重写才有意义，否则这个方法将永远不会有方法体，因此abstract方法也不能定义为private访问权限，即private和abstract不能同时使用。
7.4，抽象类的应用——模板方法模式
什么是模板方法？
在定义功能时，功能的一部分是确定的，但是有一部分是不确定的，而确定的部分在使用不确定的部分，那么这时就将不确定的部分暴露出去，由该类的子类去完成。看示例：
 
需求：获取某段功能代码的运行时间。System.currentTimeMillis();获取当前格林威治时间到当前系统时间的毫秒数。示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. abstract class GetTime 
  2. { 
  3.     public finalvoid getTime()   //final保证getTime方法不能被子类重写 
  4.     { 
  5.         long start = System.currentTimeMillis(); //获取当前开始时间 
  6.         runCode(); 
  7.         long end = System.currentTimeMillis();   //获取代码运行结束时间 
  8.         System.out.println("运行时间："+(end-start)); 
  9.     } 
  10.     public abstractvoid runCode(); //父类定义一个抽象方法，便于子类重写，子类重新定义测试功能代码块 
  11. } 
  12. class SubTime extends GetTime 
  13. { 
  14.     public void runCode()        //子类重写测试功能代码块 
  15.     { 
  16.         for(int i =0;i < 500;i++) 
  17.         { 
  18.             System.out.print(i); 
  19.         } 
  20.     } 
  21. } 
  22. class TemplateDemo  
  23. { 
  24.     public staticvoid main(String[] args)  
  25.     { 
  26.         new SubTime().getTime(); 
  27.     } 
  28. }  

 8，接口（interface）
如果一个抽象类中的所有方法都是抽象的，我们就可以将这个类用另外一种方式来定义，也就是接口定义。
接口是抽象方法和常量值的定义的集合，从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类中只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。
 
8.1，接口的定义：
 和类定义不同，定义接口不再使用class关键字，而是使用interface关键字。接口定义的基本语法如下： 
[修饰符] interace 接口名 extends 父接口1，父接口2，…
{
              零个到多个常量定义…
              零个到多个抽象方法定义…
}
接口定义时，格式特点：
1，接口中常见定义：常量、抽象方法
2，接口中的成员都有固定修饰符 
   常量：public static final
   方法：public abstract
记住：接口中的成员都是public
如果在接口中定义常量和方法时未加固定修饰，则编译系统会自动加上，但为了代码的阅读性，最好加上。
 
8.2，接口的实现，关键字implements
接口是不可以创建对象的，因为有抽象方法，需要被子类实现，子类对接口中的抽象方法全部覆盖后，子类才可以实例化，否则子类是一个抽象类。示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. interface Inter 
  2. { 
  3.     public staticfinal int NUM=3; 
  4.     public abstractvoid show(); 
  5. } 
  6. class Test implements Inter 
  7. { 
  8.     public void show(){} 
  9. } 
  10. class InterfaceDemo  
  11. { 
  12.     public staticvoid main(String[] args)  
  13.     { 
  14.     System.out.println("Hello World!"); 
  15.     } 
  16. }   

  8.3，接口的多实现和多继承
接口可以被类多实现，也是对多继承不支持的转换形式。java支持多实现。示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. //多实现的举例： 
  2. interface InterA 
  3. { 
  4.      public abstract methodA(); 
  5. } 
  6. interface InterB 
  7. { 
  8.     public abstract methodB(); 
  9. } 
  10. class Test implements InterA,InterB 
  11. { 
  12.     public void methodA(){} 
  13.     public void methodB(){} 
  14. }   

在Java中，类与类之间不支持多继承，但是在接口中却支持多继承，看示例代码：
[java] view plaincopyprint?
  1. //接口多继承的举例 
  2. interface A 
  3. { 
  4.     void methodA(); 
  5. } 
  6. interface B extends A 
  7. { 
  8.     void methodB(); 
  9. } 
  10. interface C extends B 
  11. { 
  12.     void methodC(); 
  13. } 
  14. class D implements C 
  15. { 
  16.     public void methodA(){} 
  17.     public void methodB(){} 
  18.     public void methodC(){} 
  19. } 
  20. //第二种方式： 
  21. interface A 
  22. { 
  23.     void methodA(); 
  24. } 
  25. interface B  
  26. { 
  27.     void methodB(); 
  28. } 
  29. interface C extends A,B 
  30. { 
  31.     void methodC(); 
  32. } 
  33. class D implements C 
  34. { 
  35.     public void methodA(){} 
  36.     public void methodB(){} 
  37.     public void methodC(){} 
  38. }  

这天的知识清单已经列到此为止，下面需要总结：
1，  对了今天的学习，知识量稍大，难度有所增加，Java的面向对象编程思想是一种抽象的思维，内容不好理解，但是理解好这些内容对日后的开发有着重要作用，即使以后转到其它平台，如.NET，这些思想也是不变的。
2，  继承。需要理解好继承的特点，继承的优点在于使代码具备高复用性，但是带来了一个缺点，继承打破了面向对象的封装原则，随后引入final修饰，final修饰类，函数和变量时，被修饰的部分初始化后就不能改变，用final修饰类保证了封装性。但是需要注意的一点是，final修饰基本变量和引用变量的区别，最初不好理解，查阅了一些资料，问题得到了很好的解决，详情在上面，多注意！    3，  理解好super关键字，区分this和super：this代表的本类对象的引用，super代表的是父类对象的引用。
4，  讲讲抽象类和接口的区别，这个非常重要！
接口和抽象类很像，它们都具有如下特征：
》》接口和抽象类都不可以被实例化，它们都位于继承树的顶端，用于被其它类实现和继承。
》》接口和抽象类都可以包含抽象方法，实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法，否则这个子类还是抽象的。
二者的差别在于：
接口作为系统与外界交互的窗口，接口体现的是一种规范。对于接口的实现而言，接口规定了实现者必须向外提供哪些服务，对于接口的调用者而言，接口规定了调用者可以调用哪些服务，以及如何调用这些服务。当在一个程序中使用接口时，接口是多个模块间的耦合标准，当在多个应用程序之间使用接口时，接口是多个程序之间的通信标准。
抽象类则不一样，抽象类作为系统中多个子类的共同父类，它所体现的是一种模板设计。抽象父类可以被当成系统实现过程中的中间产品，这个中间产品已经实现了系统的部分功能，但这个产品依然不能当做最终产品，必须得进一步完善。
除此之外：
》》接口里只能包含抽象方法，不包含已经提供实现的方法；抽象类则完全可以包含普通方法。
》》接口里不能定义静态方法，抽象类里可以定义静态方法。
》》接口里只能定义静态常量属性，不能定义普通属性；抽象类里既可以定义普通属性，也可以定义静态常量属性。
》》接口不包含构造器；抽象类里可以包含构造器，抽象类里的构造器并不是用于创建对象，而让其子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操作。
》》接口里不能包含初始化块，但抽象类则完全可以包含初始化块。
》》一个类最多只能有一个直接父类，包括抽象类；但一个类可以直接实现多个接口，通过实现多个接口可以弥补Java单继承的不足。
5，  面向接口编程
接口体现的是一种规范和实现分离的设计哲学，充分利用接口可以极好地降低程序各模块之间的耦合，从而提高系统的可扩展性和可维护性。
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