【JAVA核心技术卷一】Inheritance 继承

Inheritance 继承

• 继承
• 强制类型转换
• 抽象类
• Object类
• 对象包装器与自动装箱
• 枚举
• 反射

关键字 extends表示继承，表明正在构造的新类派生于一个已存在的类

已存在的类称为：

    超类（superclass）、基类（basicclass）、父类（parent class）

新类称为：

           子类（subclass）、派生类（derivedclass）、孩子类（child class）

在Java中，所有的继承都是公有继承，而没有C++里的私有继承和保护继承

在通过扩展超类定义子类的时候，仅需要指出子类与超类的不同之处。**因此在设计类的时候，应该将通用的方法放在超类，而将具有特殊用途的方法放在子类中。这种将通用功能放到超类的做法，在面向对象程序设计中十分普遍。**

       在子类中可以增加域、增加方法或者覆盖超类的方法，然而绝对不能删

除继承的任何域和方法。

强制类型转换

• 只能在继承层次内进行类型转换

• 在将超类转换成子类之前，应该使用instanceof进行检查

  Manager boss = (Manager) staff[1];

  等价于

  if( staff[1] instanceof Manager){                   Manager boss= (Manager) staff[1];           }

在一般情况下，应该尽量少用类型转换和instanceof运算符

抽象类

• 包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象的

• 除了抽象方法之外，抽象类还可以包含具体数据和具体方法

• 类即使不含抽象方法，也可以将类声明为抽象类

Object类

Object类是Java中所有类的超类。如果没有明确地指出超类，Object就被认为是这个类的超类。

可以用Object类型的变量引用任何类型的对象

Object obj = new Employee("Peter", 2000);

想要对其中的内容进行具体的操作，还需要清楚对象的原始类型，并进行相应的类型转换：

Employee e = (Employee)obj;

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在Java中，只有基本类型（primitive types）不是对象。例如，数值、字符和布尔类型的值都不是对象。所有的数组类型，不管是对象数组还是基本类型的数组都扩展于Object类。

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equals方法

Object类中的equals方法用于检测一个对象是否等于另外一个对象。在Object类中，这个方法将判断两个对象是否具有相同的引用。

**如果对比的两个参数都为null，Object.equals(a,b)的调用将返回true。**

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hashCode方法

散列码（hash code）是由对象导出的一个整型值。散列码是没有规律的。

由于hashCode方法定义在Object类中，因此每个对象都有一个默认的散列码，其值为对象的储存地址。

public int hashCode(){  return Object.hashCode(name , salary ,hireday);}

Equals与hashCode的定义必须一致：如果x.equals(y)返回true，那么x.hashCode()就必须与y.hashCode()具有相同的值。

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toString方法

如果x是任意一个对象，并调用

System.out.println(x);

println方法就会直接调用x.toString（），并打印输出得到的字符串。

Object类定义了toString方法，用来打印输出对象所属的类名和散列码(十六进制)，也可以通过

x.getClass().getName()+x.hashCode()//注意这里得到的x.hashCode()为十进制

对象包装器与自动装箱

• 对象包装器

有时候需要将int这样的基本类型转换为对象。所有的基本类型都有一个与之对应的类。例如，Integer类对象基本类型int。通常，这些类称为包装器（wrapper）

这些对象包装器类分为：

Integer、Long、Float、Double、Short、Byte、Character、Void 、Boolean（前6个类派生于公共的超类Number）

对象包装器是不可变的，即一旦构造了包装器，就不允许更改包装在其中的值。同时，对象包装器还是final，因此不能定义它们的子类

假设想定义一个整型数组列表。而尖括号中的类型参数不允许是基本类型，也就是说，不允许写成`ArrayList<int>`。这里就用到了`Integer`对象包装器类。我们可以声明一个`Integer`对象的数组列表

ArrayList<Integer> list = new ArrayList();

！警告：由于每个值分别包装在对象中，所有ArrayList<Integer>的效率远远低于int[]数组。因此，应该用于小型集合，其原因是此时程序员操作的方便性要比执行效率更加重要

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• 自动装箱

下面这个调用：

list.add(3);

将自动变换成：

list.add(Integer.valueOf(3));

这种变换被称为自动装箱（autoboxing）

相反的，当将一个Integer对象赋给一个int值时，将会自动地拆箱。

int n = list.get(i);

被编译器翻译成：

int n = list.get(i).intValue();

自动装箱规范要求boolean、byte、char<=127、介于-128~127的short和int被包装到固定的对象中

装箱和拆箱是编译器认可的，而不是虚拟机。

枚举类

定义枚举类

public enum Size{    SMALL , MEDIUM , LARGE , EXTRA_LARGE};

其中toString方法能够返回枚举常量名

System.out.println(Size.SMALL.toString());> SMALL

toString的逆方法是静态方法valueOf

Size s = Enum.valueOf(Size.class , "SMALL");

将s设置成Size.SMALL

每个枚举类型都有一个静态的values方法，它将返回一个包含全部枚举值的数组

Size[] x = Size.values();

返回包含元素Size.SMALL、Size.MEDIUM、Size.LARGE、Size.EXTRA_LARGE的数组

反射

能够分析类能力的程序成为反射（reflective）。

反射机制的功能极为强大，其可以用来：

• 在运行中分析类的能力
• 在运行中查看对象，例如，编写一个toString方法供所有类使用
• 实现通用的数组操作代码
• 利用Method对象，这个对象很像C++中的函数指针

Class类

在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被成为运行时的类型标识，这个信息跟踪着每个对象所属的类。

保存这些信息的类被称为Class类。Object类中的getClass()方法会返回一个Class类型的实例

Employee e;Class cl = e.getClass();

一个Class对象将表示一个特定类的属性。最常用的Class方法是getName()。这个方法会返回类的名字

System.out.prinltln(e.getClass().getName());> Employee

如果一个类在一个包里，包的名字也作为类名的一部分

import java.util.*;Date d = new Date();Class cl = d.getClass();System.out.println(cl.getName());> java.util.Date

还可以调用静态方法获得类名对应的Class对象

String className = "java.util.Date";Class cl = Class.forName(className);

Class.forName()返回值为一个类，其作用是要求JVM查找并加载指定的类，也就是说JVM会执行该类的静态代码段

如果类名保存在字符串中，并可以在运行中改变，就可以使用这个方法。当然，这个方法只有在className是类名或接口名时才能够执行。否则，forName方法将抛出一个checkedException。无论何时使用这个方法，都应该提供一个异常处理器（exception handler）

如果T是任意的Java类型，T.class将代表匹配的类对象

Class cl1 = Date.class;Class cl2 = int.class;Class cl3 = Double[].class;

注意：一个Class对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类。例如，int不是类，但int.Class是一个Class类型的参数

！警告：由于历史原因，getName在应用于数组类型是会返回一个奇怪的值

System.out.println(Double[].class.getName());>[Ljava.lang.DoubleSystem.out.println(int[].class.getName());>[L

• newInstance()方法

newInstance()方法可以快速创建一个类的实例

e.getClass().newInstance();

和关键字new相比，前者使用类加载机制，后者是创建一个新类。

从JVM的角度看，我们使用关键字new创建一个类的时候，这个类可以没有被加载。但是使用newInstance()方法的时候，就必须保证：

1、这个类已经加载；

2、这个类已经连接了

java工厂模式中经常使用newInstance()创建对象，例如

String className = Example;Class c = Class.forName(className);factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

其中ExampleInterface是Example的接口

现在可以看出，newInstance()实际上是把new这个方式分解为两步，即首先调用Class加载方法加载某个类，然后实例化。 这样分步的好处是显而易见的。我们可以在调用class的静态加载方法forName时获得更好的灵活性，提供给了一种降耦的手段。

分析类的能力

在java.lang.reflect包中有三个类，Field、Method和Constructor分别用于描述类的域、方法和构造器，其都有getName方法

Field类有一个getType方法，用来返回描述域所属类型的Class对象

Method和Constructor类有能够报告参数类型的方法

这三个类还有一个叫做getModifiers的方法，它将返回一个整型数值，用不同的位开关描述public和static这样的修饰符使用状况

可以利用java.lang.reflect包中的Modifier类的静态方法分析getModifiters返回的整型数值。

例如：

可以使用`Modifier`类中的`isPublic`、`isPrivate`或`isFinal`判断方法或构造器是否是`public`、`private`或`final`。我们需要做的全部工作就是调用`Modifier`类的相应方法，并对返回的整型数值进行分析，另外，还可以利用`Modifier.toString`方法将修饰符打印出来。

例子：

import java.util.*;import java.lang.reflect.*;public class Hello{    public static void main(String[]args){        //read class name from command line args or user input        String name;        if(args.length>0){            name = args[0];        }else{            System.out.println("please input a class name : ");            Scanner in = new Scanner(System.in);            name  = in.next();        }        try{            Class cl = Class.forName(name);            Class supercl = cl.getSuperclass();            String modifiers = Modifier.toString(cl.getModifiers());            if(modifiers.length()>0){                System.out.println("modifiers: "+modifiers+" ");            }            System.out.println("class "+name);            if(supercl!=null&&supercl!=Object.class){                System.out.println("superClass :"+supercl.getName());            }            System.out.println();            printConstructors(cl);            System.out.println();            System.out.println();            printMethods(cl);            System.out.println();            System.out.println();            printFields(cl);            System.out.println();            System.out.println();        }catch(ClassNotFoundException e){            e.printStackTrace();        }    }   /**    * print all constructors of a class    * @param cl a class    */    public static void printConstructors(Class cl){        System.out.println("constructors");        Constructor[] constructors = cl.getDeclaredConstructors();        for(Constructor c :constructors){            String name = c.getName();            System.out.print("  ");            String modifiers = Modifier.toString(c.getModifiers());            if(modifiers.length()>0){                System.out.println("modifiers: "+modifiers+" ");            }            System.out.print(name + " ( ");            //print parameter types            Class[] paramTypes = c.getParameterTypes();            for(int j = 0;j<paramTypes.length;j++){                if(j>0){                    System.out.print(" , ");                }                System.out.print(paramTypes[j].getName());            }            System.out.print(" ) ");        }    }   /**    * print all methods of a class    * @param cl a class    */    public static void printMethods(Class cl){                System.out.println("Methods");        Method[] methods = cl.getDeclaredMethods();        for(Method m : methods){            Class retType = m.getReturnType();            String name = m.getName();            System.out.print("   ");            //print modifiers , return type and method name            String modifiers = Modifier.toString(m.getModifiers());            if(modifiers.length()>0){                System.out.println("modifiers: "+modifiers+" ");            }            System.out.print(retType.getName()+"  "+name + " ( ");            //print parameter types            Class[] paramTypes = m.getParameterTypes();            for(int j = 0;j<paramTypes.length;j++){                if(j>0){                    System.out.print(" , ");                }                System.out.print(paramTypes[j].getName());            }            System.out.print(" ) ");        }    }   /**    * print all fields of a class    * @param cl a class    */    public static void printFields(Class cl){        System.out.println("Fields");        Field[] fields = cl.getDeclaredFields();        for(Field f:fields){            Class type = f.getType();            String name = f.getName();            System.out.print("  ");            String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());            if(modifiers.length()>0){                System.out.println("modifiers: "+modifiers+" ");            }            System.out.print(type.getName()+"  "+name + " ; ");        }    }}

当输入java.lang.Double时，console输出：

modifiers: public final class java.lang.DoublesuperClass :java.lang.Numberconstructors   modifiers: public java.lang.Double ( double )  ~ modifiers: public java.lang.Double ( java.lang.String ) Methods   modifiers: public boolean  equals ( java.lang.Object )    modifiers: public static java.lang.String  toString ( double )    modifiers: public java.lang.String  toString (  )    modifiers: public int  hashCode (  )    modifiers: public static int  hashCode ( double )    modifiers: public static double  min ( double , double )    modifiers: public static double  max ( double , double )    modifiers: public static native long  doubleToRawLongBits ( double )    modifiers: public static long  doubleToLongBits ( double )    modifiers: public static native double  longBitsToDouble ( long )    modifiers: public volatile int  compareTo ( java.lang.Object )    modifiers: public int  compareTo ( java.lang.Double )    modifiers: public byte  byteValue (  )    modifiers: public short  shortValue (  )    modifiers: public int  intValue (  )    modifiers: public long  longValue (  )    modifiers: public float  floatValue (  )    modifiers: public double  doubleValue (  )    modifiers: public static java.lang.Double  valueOf ( java.lang.String )    modifiers: public static java.lang.Double  valueOf ( double )    modifiers: public static java.lang.String  toHexString ( double )    modifiers: public static int  compare ( double , double )    modifiers: public static boolean  isNaN ( double )    modifiers: public boolean  isNaN (  )    modifiers: public static boolean  isInfinite ( double )    modifiers: public boolean  isInfinite (  )    modifiers: public static boolean  isFinite ( double )    modifiers: public static double  sum ( double , double )    modifiers: public static double  parseDouble ( java.lang.String ) Fields  modifiers: public static final double  POSITIVE_INFINITY ;   modifiers: public static final double  NEGATIVE_INFINITY ;   modifiers: public static final double  NaN ;   modifiers: public static final double  MAX_VALUE ;   modifiers: public static final double  MIN_NORMAL ;   modifiers: public static final double  MIN_VALUE ;   modifiers: public static final int  MAX_EXPONENT ;   modifiers: public static final int  MIN_EXPONENT ;   modifiers: public static final int  SIZE ;   modifiers: public static final int  BYTES ;   modifiers: public static final java.lang.Class  TYPE ;   modifiers: private final double  value ;   modifiers: private static final long  serialVersionUID ;