黑马程序员_java面向对象总结【3】（继承、接口和多态）

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一、继承

1、继承的概述

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。

多个类可以称为子类，单独这个类称为父类或者超类。

子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

通过 extends 关键字让类与类之间产生继承关系。

class SubDemo extends Demo{}

继承的好处：

继承的出现提高了代码的复用性。

继承的出现让类与类之间产生了关系，有了这个关系，才有了多态的特性，提供了多态的前提。

注意：

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。所属关系叫做is a。

class C{void demo1(){}}//A和B类中抽取出的共性内容class A extends C{//void demo1(){}void demo2(){}}class B extends C{//void demo1(){}void demo3(){}}

例：

将学生和工人的共性描述提取出来，单独进行描述，
只要让学生和工人与单独描述的这个类有关系，就可以了。

class Person {String name;int age;}class Student extends Person {void study(){System.out.println("good study");}}class Worker extends Person {void work(){System.out.println("good work");}}

2、继承的特点

Java只支持单继承，不支持多继承。

一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。（一个孩子只能有一个父亲，不允许有多个父亲。）

class SubDemo extends Demo{} //ok

class SubDemo extends Demo1,Demo2...//error

因为多继承容易带来安全隐患:

当多个父类中定义了相同功能，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，并用另一种体现形式来完成表示：多实现。

Java支持多层继承，也就是一个继承体系。

例如：儿子继承父亲，父亲继承爷爷。

A：爷爷 B：父亲 C：儿子

class A{}

class B extends A{}

class C extends B{}

如何使用一个继承体系中的功能呢？
想要使用体系，先查阅体系中父类的描述，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，那么这个体系已经可以基本使用了。
那么在具体调用时，要创建最子类的对象，为什么呢？
一是因为有可能父类不能创建对象。（如抽象类）
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。
简单一句话：查阅父类功能，创建子类对象使用功能。

面向对象中的聚集关系：has a

聚合：事物中包含另一种事物，例如球队中有球员。

组合：与聚合相比，组合中事物的联系更加紧密，例如手是人身体的一部分，不可分离。

3、继承中子父类的特点

子父类出现后，类成员的特点：

类中成员：
1，变量。
2，函数。
3，构造函数。

（1）子父类中变量的特点

如果子类中出现非私有的同名成员变量时，
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。

class Fu{int num1 = 4;}class Zi extends Fu{int num2 = 5;}class ExtendsDemo{public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();System.out.println(z.num1+".."+z.num2);//子类对象既可以访问本类成员还可以访问父类中的非私有成员。}}

子父类中含有同名变量的情况：

class Fu{int num=4;}class Zi extends Fu{int num=5;void show(){System.out.println(super.num);//super代表的是父类对象的引用，打印4.System.out.println(this.num);//this代表的是本类对象的引用,打印5.}}public class ExtendsDemo {public static void main(String args[]){Zi z=new Zi();z.show();}}

（2）子父类中函数的特点-（覆盖）
当子类出现和父类一模一样的函数时，
当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，但是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，必须保证子类权限大于等于父类权限，才可以覆盖，否则编译失败。
2：静态只能覆盖静态。

记住：
重载：只看同名函数的参数列表。
重写：子父类方法要一模一样。

例：

class Fu{void show(){System.out.println("父亲");}void speak(){System.out.println("我是父亲");}}class Zi extends Fu{void show(){System.out.println("儿子");}void speak(){System.out.println("我是儿子");}}class ExtendsDemo3{public static void main(String[] args){Zi z = new Zi();z.show();z.speak();  //子类覆盖父类}}

手机的例子：

手机是父类，可以打电话，发短信。苹果手机是手机的子类，有上网的新功能。

class Phone{void function(){System.out.println("打电话");System.out.println("发短信");}}class IPhone extends Phone{void function(){super.function();//super引用父类方法System.out.println("上网");}//对父类方法进行覆盖}public class PhoneDemo {public static void main(String[] args){ IPhone p=new IPhone();p.function();    } }

输出：

打电话

发短信

上网

（3）子父类中构造函数的特点-（子类实例化过程）

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();

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，要先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。

子类的实例化过程：
结论：
子类的所有的构造函数，默认都会访问父类中空参数的构造函数。
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中的构造函数。
例：

class Fu{Fu(){System.out.println("Fu");}}class Zi extends Fu{Zi(){//super();子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式super();System.out.println("Zi");}Zi(int x){//super();子类每一个构造函数内的第一行都有一句隐式super();System.out.println("Zi..."+x);}}public class ExtendsDemo {public static void main(String args[]){Zi z=new Zi();Zi z1=new Zi(6);}}

输出：

Fu
Zi
Fu
Zi...6

class Person{private  String name;Person(String name){this.name = name;}void show(){}}class Student extends Person{Student(String name){super(name);}void method(){super.show();}}

4、final关键字

final ：最终。作为一个修饰符。
（1）可以修饰类，函数，变量。
（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。

final class Demo {void show(){}}//此类不能被继承

（3）被final修饰的方法不可以被复写。

class Demo{final void show(){}//最终方法void show1(){}}class SubDemo extends Demo{//void show(){}在子类中不可以复写父类中的final类。}

（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，有可以修饰局部变量。
当在描述事物时，一些数据的出现值是固定的，那么这时为了增强阅读性，都给这些值起个名字。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字母都大写，如果由多个单词组成。
单词间通过_连接。

class Demo{      void show(){          final double PI = 3.1415926;//该变量被final修饰，成为常量          //PI=4; 给PI再次赋值，由于PI已被修饰为常量，不能修改，所以错误。      }  }

（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。

5、抽象类

（1）抽象类概述

抽象定义：

抽象就是从多个事物中将共性的，本质的内容抽取出来。

例如：狼和狗共性都是犬科，犬科就是抽象出来的概念。

抽象类：

Java中可以定义没有方法体的方法，该方法的具体实现由子类完成，该方法称为抽象方法，包含抽象方法的类就是抽象类。

抽象方法的由来：

多个对象都具备相同的功能，但是功能具体内容有所不同，那么在抽取过程中，只抽取了功能定义，并未抽取功能主体，那么只有功能声明，没有功能主体的方法称为抽象方法。

例如：狼和狗都有吼叫的方法，可是吼叫内容是不一样的。所以抽象出来的犬科虽然有吼叫功能，但是并不明确吼叫的细节。

注意：

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。这时，只抽取功能定义，而不抽取功能主体。
抽象（看不懂的）

（2）抽象类特点

抽象方法一定在抽象类中。
抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰。
抽象类不可以用new创建对象。因为调用抽象方法没意义。
抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类复写其所有的抽象方法后，建立子类对象调用。

如果子类只覆盖了部分抽象方法，那么该子类还是一个抽象类。

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。

抽象类比一般类多个了抽象函数。就是在类中可以定义抽象方法。
抽象类不可以实例化。
特殊：抽象类中可以不定义抽象方法，这样做仅仅是不让该类建立对象。

例：

//定义犬类，这是个抽象类，此类不能创建对象。abstract class Dogs{abstract void roar();//定义吼叫方法，这是个抽象方法，没有具体的实现细节。}class Wolf extends Dogs{void roar(){System.out.println("狼叫：嗷呜~~~~");}////覆盖父类中的抽象方法，有了吼叫的具体细节。}class Dog extends Dogs{void roar(){System.out.println("狗叫：汪汪~~~~");}//覆盖父类中的抽象方法，有了吼叫的具体细节。}class  AbstractDemo{public static void main(String[] args) {Wolf wolf=new Wolf();wolf.roar();Dog dog=new Dog();dog.roar();}}

（3）抽象类练习

需求：

假如我们在开发一个系统时需要对员工进行建模，员工包含 3 个属性：
姓名、工号以及工资。经理也是员工，除了含有员工的属性外，另为还有一个
奖金属性。请使用继承的思想设计出员工类和经理类。要求类中提供必要的方
法进行属性访问。

员工类：name id pay
经理类：继承了员工，并有自己特有的bonus。

abstract class Employee//抽象员工类{private String name;private String id;private double pay;Employee(String name,String id,double pay){this.name = name;this.id = id;this.pay = pay;}//员工的属性public abstract void work();//抽象工作方法}class Manager extends Employee{private int bonus;//经理独有属性奖金Manager(String name,String id,double pay,int bonus){super(name,id,pay);//利用父类的构造方法加载员工属性this.bonus = bonus;//经理独有属性}public void work(){System.out.println("manager work");}//复写父类的抽象工作方法为具体方法-----经理工作}class Pro extends Employee{Pro(String name,String id,double pay){super(name,id,pay);//利用父类的构造方法加载员工属性}public void work(){System.out.println("pro work");}//复写父类的抽象工作方法为具体方法-----普通员工工作}

6、模版方法模式

什么是模版方法呢？
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，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。

需求：获取一段程序运行的时间。
原理：获取程序开始和结束的时间并相减即可。
获取时间：System.currentTimeMillis();
当代码完成优化后，就可以解决这类问题。
这种方式，模版方法设计模式。

代码：

abstract class GetTime{public final void getTime()//确定的功能，并用final修饰使其不能被子类复写，保证其功能。{long start = System.currentTimeMillis();runcode();//不确定的功能，交给子类去实现确定的功能。long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("毫秒："+(end-start));}public abstract void runcode();}class SubTime extends GetTime{public void runcode()//子类复写父类中的抽象方法，即把不确定方法具体为确定的方法。{for(int x=0; x<4000; x++){System.out.print(x);}}}class  TemplateDemo{public static void main(String[] args) {//GetTime gt = new GetTime();SubTime gt = new SubTime();gt.getTime();}}

二、接口

1、接口的概述

接口：初期理解，可以认为是一个特殊的抽象类
当抽象类中的方法都是抽象的，那么该类可以通过接口的形式来表示。
class用于定义类
interface 用于定义接口

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的。

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都覆盖后，子类才可以实例化。
否则子类是一个抽象类。
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。

例：

interface Inter{public static final int NUM = 3;//全局常量public abstract void show();//抽象方法}interface InterA{public abstract void method();}class Test implements Inter,InterA{public void show(){}public void method(){}}//多实现，实现Inter接口和InterA接口class  InterfaceDemo{public static void main(String[] args) {Test t = new Test();System.out.println(t.NUM);      System.out.println(Test.NUM);   System.out.println(Inter.NUM);  }}

2、接口的特点

接口用来扩展程序功能，是对外暴露的规则，降低了耦合性。

接口可以被类多实现，因为接口中都是抽象方法，没有主体，可以子类随意复写，不存在类之间多继承会出现的相同方法冲突问题。

类与接口是实现关系，而且类可以继承一个类的同时实现多个接口，也是对多继承不支持的转换形式。

接口之间存在多继承，类之间就不存在。

例：

abstract class Student{abstract void study();void sleep(){System.out.println("sleep");}//睡觉}//吸烟者interface Smoking{void smoke();//抽烟}//张三继承学生类并实现吸烟类，复写了学习和抽烟功能，拥有了睡觉功能。class ZhangSan extends Student implements Smoking{void study(){}public void smoke(){}}

三、多态

1、多态的概述

多态：可以理解为事物存在的多种体现形态。

人：男人，女人
动物：猫，狗。
猫 x = new 猫();
动物 x = new 猫();

（1）多态的体现
父类的引用指向了自己的子类对象。
父类的引用也可以接收自己的子类对象。

（2）多态的前提
必须是类与类之间有关系。要么继承，要么实现。
通常还有一个前提：存在覆盖。

（3）多态的好处
多态的出现大大的提高程序的扩展性。

（4）多态的弊端：
提高了扩展性，但是只能使用父类的引用访问父类中的成员。

2、多态的扩展性

例：

需求：

动物，
猫，狗，猪等。

//抽象动物类abstract class Animal{abstract void eat();//动物都要吃，不知道吃的具体细节，抽象方法}//猫类class Cat extends Animal{public void eat(){System.out.println("猫吃鱼");}public void catchMouse(){System.out.println("抓老鼠");}}//狗类class Dog extends Animal{public void eat(){System.out.println("狗吃骨头");}public void kanJia(){System.out.println("看家");}}//猪类class Pig extends Animal{public void eat(){System.out.println("猪吃饲料");}public void gongDi(){System.out.println("拱地");}}class DuoTaiDemo {public static void main(String[] args) {function(new Cat());function(new Dog());function(new Pig());}public static void function(Animal a){a.eat();//父类引用指向子类对象，多态的体现}}

3、多态（转型）

多态时如何使用子类特有方法？

可以利用转型：

关键字instance of：是...的类型

instanceof : 用于判断对象的类型。 对象 intanceof 类型(类类型 接口类型)

例：

//抽象动物类abstract class Animal{abstract void eat();//动物都要吃，不知道吃的具体细节，抽象方法}//猫类class Cat extends Animal{public void eat(){System.out.println("猫吃鱼");}public void catchMouse(){System.out.println("抓老鼠");}}//狗类class Dog extends Animal{public void eat(){System.out.println("狗吃骨头");}public void kanJia(){System.out.println("看家");}}//猪类class Pig extends Animal{public void eat(){System.out.println("猪吃饲料");}public void gongDi(){System.out.println("拱地");}}class DuoTaiDemo {public static void main(String[] args) {/*Animal a = new Cat();//类型提升。 向上转型。a.eat();如果想要调用猫的特有方法时，如何操作？强制将父类的引用。转成子类类型。向下转型。Cat c = (Cat)a;c.catchMouse();千万不要出现这样的操作，就是将父类对象转成子类类型。例如：Animal a = new Animal();Cat c = (Cat)a;错误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。多态自始至终都是子类对象在做着变化。*/function(new Cat());function(new Dog());function(new Pig());}public static void function(Animal a){a.eat();//父类引用指向子类对象if(a instanceof Cat){//如果父类的引用a是猫的类型Cat c=(Cat)a;//则可以对a引用进行向下转型为猫类c.catchMouse();//猫有了抓老鼠功能}else if(a instanceof Dog){Dog d=(Dog)a;d.kanJia();}else if(a instanceof Pig){Pig p=(Pig)a;p.gongDi();}}}

4、多态应用

对类型的抽取，导致了多态的产生，

操作同一个大类型，对大类型中的所有小类型都能进行操作，这就提高了扩展性。

例：

基础班学生：学习，睡觉。
高级班学生：学习，睡觉。
可以将这两类事物进行抽取，

抽取出统一的学生类型，然后操作学生类型，从而对其中的基础班学生和高级班学生都能进行操作。

abstract class Student{public abstract void study();public void sleep(){System.out.println("躺着睡");}}class DoStudent{public void doSome(Student stu){stu.study();stu.sleep();}}class BaseStudent extends Student{public void study(){System.out.println("base study");}public void sleep(){ System.out.println("坐着睡");}//基础班类中将父类的睡觉方法重写}class AdvStudent extends Student{public void study(){System.out.println(" adv study");}}class  DuoTaiDemo3{public static void main(String[] args) {DoStudent ds = new DoStudent();ds.doSome(new BaseStudent());ds.doSome(new AdvStudent());}

5、多态中成员的特点

（1）在多态中成员函数的特点：
         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。
         在运行时期：参阅对象所属的类中是否有调用的方法。
         总结：成员函数在多态调用时，编译看左边，运行看右边。

（2）在多态中，成员变量的特点：
         无论编译和运行，都参考左边(引用型变量所属的类)。

（3）在多态中，静态成员函数的特点：
         无论编译和运行，都参考左边。

6、多态示例

（1）需求：电脑运行实例，电脑运行基于主板。

//PCI接口类，定义抽象操作方法interface PCI{public void open();public void run();public void close();}//主板类class MainBoard{public void run(){System.out.println("主板运行");}public void usePCI(PCI p)//接口类引用指向自己的子类对象。{if(p!=null){p.open();p.run();p.close();}else{System.out.println("PCI接口无设备");}}}//网卡类，实现PCI接口class NetCard implements PCI{public void open(){System.out.println("网卡开启");}public void run(){System.out.println("网卡输出网络");}public void close(){System.out.println("网卡关闭");}}//声卡类，实现PCI接口class SoundCard implements PCI{public void open(){System.out.println("声卡开启");}public void run(){System.out.println("声卡输出声音");}public void close(){System.out.println("声卡关闭");}}class DuoTaiDemo5 {public static void main(String[] args) {MainBoard mb = new MainBoard();mb.run();mb.usePCI(null);//将不同对象传入同一方法实现不同对象各自所属的类中的方法。//例如将网卡插入PCI接口实现网卡功能，将声卡插入PCI接口则实现声卡功能mb.usePCI(new NetCard());mb.usePCI(new SoundCard());}}

（2）需求：数据库的操作。

数据是：用户信息。
1：连接数据库。JDBC  Hibernate
2：操作数据库。c create r read  u update  d delete
3：关闭数据库连接。close 

//数据库操作接口类，定义抽象操作方法interface UserInfoDao{public void add(User user);public void delete(User user);}//UserInfoByJDBC数据库操作类，实现数据库操作接口class UserInfoByJDBC implements UserInofDao{public void add(User user){System.out.println("1:JDBC连接数据库。\n2：使用sql添加语句添加数据。\n3：关闭连接");}public void delete(User user){System.out.println("1:JDBC连接数据库。\n2：使用sql删除语句删除数据。\n3：关闭连接");}}//UserInfoByHibernate数据库操作类，实现数据库操作接口class UserInfoByHibernate implements UserInfoDao{public void add(User user){System.out.println("1:Hibernate连接数据库。\n2：使用sql添加语句添加数据。\n3：关闭连接");}public void delete(User user){System.out.println("1:Hibernate连接数据库。\n2：使用sql删除语句删除数据。\n3：关闭连接");}}class  DBOperate{public static void main(String[] args) {UserInfoDao uid = new UserInfoByHibernate();//数据库操作父类UserInfoDao的引用指向数据库操作子类UserInfoByHibernate//使用的是Hibernate的数据库操作方法。uid.add(user);uid.delete(user);}}

四、Object

Object:是所有对象的直接后者间接父类，传说中的上帝。
该类中定义的肯定是所有对象都具备的功能。

1、Object类-equals()

Object类中已经提供了对比对象是否相同的比较方法。
如果自定义类中也有比较相同的功能，没有必要重新定义。
只要沿袭父类中的功能，建立自己特有比较内容即可。这就是覆盖。

例如Object类中的equals方法比较的是对象的地址值，在自定义类中则可以对其覆盖，使其比较对象中的成员变量值

class Demo //extends Object  默认隐藏{private int num;Demo(int num){this.num = num;}//复写Object类的equals方法public boolean equals(Object obj)//Object obj = new Demo();{if(!(obj instanceof Demo))//若obj引用指向的对象不是Demo类的，则返回falsereturn false;Demo d = (Demo)obj;return this.num == d.num;}}class Person {}class ObjectDemo {public static void main(String[] args) {Demo d1 = new Demo(6);Demo d2 = new Demo(6);Demo d3 = new Demo(8);Person p1 = new Person();Person p2 = new Person();//Person类中的equals方法是继承于Object类的默认方法，对比的是对象的地址值。System.out.println(p1.equals(p1));//返回true，p1和p1的地址值相等。System.out.println(p1.equals(p2));//返回flase，p1和p2的地址值不相等。//Demo类中的equals方法被复写，对象之间进行对比是对象中成员变量的值。System.out.println(d1.equals(d2));//Demo类的对象d1和d2进行比较，d1的成员num和d2的成员num值相等，返回trueSystem.out.println(d1.equals(d3));//Demo类的对象d1和d3进行比较，d1的成员num和d3的成员num值不相等，返回falseSystem.out.println(d1.equals(p1));//对象p1不属于Demo类型，与Demo类的对象d1不能比较，返回false}}

2、Object类toString()

Object类中的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。

在实际应用中，可以通过重写这个方法为对象提供一个指定的输出形式。当这个类转换为字符串或与字符串连接时，会自动调用重写的toString()方法。

class Demo{private int num;Demo(int num){this.num = num;}}class RewriteToString{public String toString(){return "在"+getClass().getName()+"类中重写toString方法。";}//复写Object类的toString方法}class ObjectDemo {public static void main(String[] args) {//Demo类中toString方法是继承于Object类的默认方法。//输出语句打印对象时，会自动调用对象的toString方法来打印对象的字符串表现形式。Demo d=new Demo(6);System.out.println(d);//输出"Demo@145c859"/*Demo@145c859生成过程 * getClass()   该方法返回对象执行时的Class实例 * getName() Class实例调用该方法可以返回类的名称 * hashCode() 该方法取得由对象的地址转换得来的哈希值 * Integer.toHexString() 该方法将哈希值转换成对应的十六进制值 */System.out.println(d.getClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(d.hashCode()));//输出"Demo@145c859"//RewriteToString类中将toString方法重写，按照指定的字符串形式将对象输出。RewriteToString rts =new RewriteToString();System.out.println(rts);//输出"在test.RewriteToString类中重写toString方法。"}}