Java——继承，抽象，接口

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第一讲    继承

一、概述

        继承是面向对象的一个重要特征。当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，只要继那个类即可。这时，多个类可以称为子类，单独的这个类称为父类或者超类。例如：猫和豹子都是猫科动物，那么就可以说描述猫这个对象创建的类，是子类；而描述猫科动物这个对象创建的类，就是父类。

        这样类与类之间就存在了继承的关系。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。在代码中通过extends关键字表示继承关系。例：

            class Sonextends Father{}  //这也是在代码中的书写格式。

注意：千万不要为了获取其他类中的功能，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。这种所属关系的表示为is a。

 

二、特点

        1、提高了代码的复用性。

        2、让类与类之间产生了关系。有了这个关系，提供了多态的前提。

注：Java语言中，只支持单继承，不支持多继承。例：一个儿子只能有一个父亲。

       原因：因为类与类多继承的话，容易带来安全隐患。如：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个一个。

        但是Java保留了这种机制，并用另一种体现形式来完成。叫多实现。

 

三、继承的应用

        Java类中虽然不支持多继承，但可以多层继承。也就是一个继承体系。如儿子继承父亲，父亲继承爷爷等。用代码体现就是：

           class A{}

           class B extendsA{}

           class C extendsB{}

      那么如何使用一个继承体系中的功能呢？

      想要使用体系，先查体系中父类的描述，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。这样这个体系就可以基本使用了。

      在具体调用时，要创建最子类的对象。原因：

      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。

 简单一句就是：查阅父类功能，创建子类对象使用功能。

在此，先看一个示例程序：

[java] view plaincopy

1. //定义一个人父类  

2. class Person  

3. {  

4.     //名字和年龄是人的共有属性  

5.     String name;  

6.     int age;  

7.       

8.     //在构造函数中对名字和年龄进行初始化  

9.     Person(String name,int age)  

10.     {  

11.         this.name=name;  

12.         this.age=age;  

13.         System.out.println(name+"  "+age);  

14.     }  

15.     //人都具有睡觉的功能  

16.     void sleep()  

17.     {  

18.         System.out.println("sleep");  

19.     }  

20. }  

21. //定义一个学生，继承人，作为子类  

22. class Student extends Person  

23. {  

24.     Student(String name,int age)  

25.     {  

26.         super(name,age);    //super关键字表示父类，因为姓名和年龄在父类中进行了初始化动作，在这里可以直接调用  

27.     }  

28.     //学生具有特有的功能，学习  

29.     void study()  

30.     {  

31.         System.out.println("study");  

32.     }  

33.   

34. }  

35.   

36. class Demo  

37. {  

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

39.     {  

40.         Student s=new Student("zhangsan",20);  

41.         System.out.println(s.name="wangwu");  

42.         s.sleep();  

43.         s.study();  

44.     }  

45. }  

结果：

子父类出现后，类成员的特点：

        类成员：变量，函数，构造函数。

1、变量

       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，且两者都存在于方法区中。

              this表示本来对象的引用。    

              super表示父类对象的引用。

2、函数——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，而是使用覆盖特性，保留父类的功能定义，并重写功能内容。子类同时具有父类方法中的内容时，可以用super.方法();

       如在上面的示例程序中，如果Student的sleep（）功能内容不相同，就可以在本类中，进行重写，而创建对象进行调用时，打印的会是复写之后的内容。

在Student类中复写：

[java] view plaincopy

1. void sleep()  

2.     {  

3.         System.out.println("Student_sleep");  

4.     }  

主函数中s.sleep();的结果就为：

       

  注：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。

         3、父类中的私有方法不能被重写。

小知识点：

       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。

 

3、构造函数。

       在对子类对象进行初始化时，父类的构造函数也会运行。那是因为子类的每一个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。在上面的示例中已经有了很好的体现。

       注：super语句一定定义在子类构造函数中的第一行。

构造函数结论：

       子类的所有构造函数，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supe语句或者this语句形式来指定要访问的构造函数。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。

小知识点：

为什么this（）和super（）不能在同一个构造函数中？

       因为它两不能在同一行。

为什么不能再同一行？

       因为初始化动作要先做。在子类构造函数中必有一个thi语句或者super语句。

知识点：final关键字

       继承的出现，打破了对象的封装性，使得子类可以随意复写父类中的功能。这也是继承的一大弊端。那么怎么解决这个问题呢？这里就引出了一个新的关键字——final（最终）。

        final作为一个修饰符。具有以下特点：

        1、可以修饰类、函数、变量。

        2、被final修饰的类不可以被继承。这样就可以避免被继承、被子类复写功能。

        3、被final修饰的方法不可以被复写。

        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。

        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。

 

第二讲     抽象类

一、抽象的定义

        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。

 

二、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。

        抽象类的由来：

        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。

 

三、抽象类的特点

        1、抽象类和抽象方法必须用abstract关键字来修饰。

        2、抽象方法只有方法声明，没有方法体，定义在抽象类中。

        格式：修饰符abstract返回值类型  函数名(参数列表);

        3、 抽象类不可以被实例化，也就是不可以用new创建对象。原因如下：

        抽象类是具体事物抽取出来的，本身是不具体的，没有对应的实例。例如：犬科是一个抽象的概念，真正存在的是狼和狗。

        而且抽象类即使创建了对象，调用抽象方法也没有意义。

        4、抽象类通过其子类实例化，而子类需要覆盖掉抽象类中所有的抽象方法后才可以创建对象，否则该子类也是抽象类。

注：抽象类中可以有非抽象的方法。

下面通过一个实例，来说明抽象类的使用：

[java] view plaincopy

1. /* 

2. 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： 

3. 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 

4. 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 

5. 法进行属性访问。 

6.  

7. 员工类：name id pay 

8.  

9. 经理类：继承了员工，并有自己特有的bonus。 

10.  

11. */  

12.   

13. //员工类，也是父类  

14. abstract class Employee  

15. {  

16.     private String name;//姓名  

17.     private String id;  //工号  

18.     private double pay;  //工资  

19.       

20.     //自定义构造函数初始化  

21.     Employee(String name,String id,double pay)  

22.     {  

23.         this.name = name;  

24.         this.id = id;  

25.         this.pay = pay;  

26.     }  

27.       

28.     public abstract void work();//抽象的工作方法  

29.   

30. }  

31.   

32. //经理类，继承员工类  

33. class Manager extends Employee  

34. {  

35.     private int bonus;//特有的奖金属性  

36.     Manager(String name,String id,double pay,int bonus)//子类的构造方法  

37.     {  

38.         super(name,id,pay);//调用超类中的构造器  

39.         this.bonus = bonus;  

40.     }  

41.     public void work()//经理类的工作方法内容  

42.     {  

43.         System.out.println("manager work");  

44.     }  

45. }  

46.   

47. //普通员工类，继承员工类  

48. class Pro extends Employee  

49. {  

50.     Pro(String name,String id,double pay)  

51.     {  

52.         super(name,id,pay);  

53.     }  

54.     public void work()//普通员工类的工作方法内容  

55.     {  

56.         System.out.println("pro work");  

57.     }  

58. }  

59.   

60. class  AbstractDemo   

61. {  

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

63.     {  

64.         new Manager("manager","001",10000,2000).work();  

65.         new Pro("pro","020",5000).work();  

66.     }  

67. }  

 

四、抽象类与一般类的区别

        1、抽象类和一般类没有太大的不同。该如何描述事物，还是如何描述事物。只不过，该事物中出现了一些不知道具体内容的方法部分。这些不确定的部分，也是该事物的功能，需要明确出来，但是无法定义主体。通过抽象方法来表示。

        2、抽象类比一般类多了个抽象函数。就是在类中可以定义抽象方法。

        3、抽象类不可以实例化。

        4、抽象类虽然不能创建对象，但是也有构造函数。供子类实例化调用。

注：1、被abstract修饰的函数不能同时被private、final、static修饰。

      原因：

                final：被final修饰的类不能有子类。而被abstract修饰的类一定是一个父类。

                private:抽象类中的私有的抽象方法，不被子类所知，就无法被复写。

                           而抽象方法出现的就是需要被复写。

                static：如果static可以修饰抽象方法，那么连对象都省了，直接类名调用就可以了。

                            可是抽象方法运行没意义。

        2、抽象有一个特殊的地方：抽象类中可以不定义抽象方法。这样做可以不让本来实例化，也可以用于模块设计。

如下面的小程序：

[java] view plaincopy

1. /* 

2. 需求：获取一段程序的运行时间 

3. 原理：将程序开始执行到执行结束的时间相减就是程序的运行时间了 

4. 思路：1、由于想要获取的程序时未知的，可以将其抽象出去，通过子类继承复写的方式获得程序 

5.       2、利用java中提供的当前时间功能记录下程序开始执行和执行结束的时间，然后相减 

6. */  

7. abstract class  GetTime  

8. {  

9.     public final void getTime()//加final表示不能被复写  

10.     {  

11.         long start=System.currentTimeMillis();//开始执行时间  

12.         program();  

13.         long end=System.currentTimeMillis();//执行结束时间  

14.         System.out.println("毫秒"+(end-start));  

15.     }  

16.     abstract void program();//由于程序不确定，故抽象出去  

17. }  

18.   

19. //要获取执行时间的程序  

20. class GetProgram extends GetTime  

21. {  

22.     void program()  

23.     {  

24.         for(int x=0;x<1000;x++)  

25.             System.out.print(x+" ");  

26.     }  

27. }  

28. class TemplateDemo  

29. {  

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

31.     {  

32.         new GetProgram().getTime();  

33. //      System.out.println("Hello World!");  

34.     }  

35. }  

 

第三讲     接口

一、概述

       接口，可以被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。接口使用interface来表示，子类中用implements实现。格式为：

         interface 接口名{}   

        子类名 implements接口名{}

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

        3、接口中的成员都是public的。

在使用中，常量可以不写publicstatic final，方法可以不写publicabstract，编译时Java会自动添加这些修饰符，因为这是固定的格式修饰符。但为了方便阅读，通常我们都写上。

 

二、特点

        1、接口是对外暴露的规则。

        2、接口是程序的功能扩展。

        3、接口的出现降低耦合性。

        4、接口可以用来多实现。这也是对多继承不支持的转换形式。java支持多实现。

        5、类与接口之间是实现关系，而且类可以继承一个类的同时实现多个接口。

        6、 接口与接口之间可以有继承关系。而且可以多继承。

注：1、接口不可以创建对象的，因为有抽象方法。需要被子类实现（implements），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。

        2、实现多个接口时，接口中不可以有返回不同类型的同名抽象函数。这样子类实现时将不能复写。

 

三、接口与抽象类

       共性：都是不断向上抽取出来的抽象的概念。

       区别：

                1、抽象类体现继承关系，一个类只能单继承。

                    接口体现实现关系，一个类可以多实现。同时接口与接口之间有继承关系。

                2、抽象类是继承，是 "is a "关系。

                    接口是实现，是 "like a"关系。

                3、抽象类中可以定义非抽象方法，供子类直接使用。

                    接口的方法都是抽象，接口中的成员都有固定修饰符。

                4、抽象类中可以私有变量或方法。

                    接口中的常量和方法都是public修饰的权限。

接口实例小程序：

[java] view plaincopy

1. //抽象学生类  

2. abstract class Student  

3. {     

4.     //抽象的学习方法  

5.     abstract void study();  

6.     //共性内容非抽象的睡觉方法  

7.     void sleep()  

8.     {  

9.         System.out.println("sleep");  

10.     }  

11. }  

12.   

13. //接口，吸烟  

14. interface Smoking  

15. {  

16.     void smoke();  

17. }  

18.   

19. //Zhangsan这个对象继承学生类，实现吸烟接口  

20. class Zhangsan extends Student implements Smoking  

21. {  

22.     //复写学习方法  

23.     void study()  

24.     {  

25.         System.out.println("Zhangsan_study");  

26.     }  

27.   

28.     //复写吸烟方法  

29.     public void smoke()  

30.     {  

31.         System.out.println("Zhangsan_smoking");  

32.     }  

33. }  

34.   

35. //Lisi是好学生，不吸烟  

36. class Lisi extends Student   

37. {     

38.     //复写学习方法  

39.     void study()  

40.     {  

41.         System.out.println("Lisi_study");  

42.     }  

43. }  

44.   

45.   

46. class InterfaceDemo  

47. {  

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

49.     {  

50.         Zhangsan z = new Zhangsan();  

51.         z.study();  

52.         z.smoke();  

53.         new Lisi().study();  

54.     }  

55. }  

结果：

      

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