Java基础-封装和继承
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Java基础知识(封装和继承)
一. 封装
那封装是什么呢？
在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。
1.1 封装的目的
- 直接通过操控类对象来达到目的，不需要对具体实现十分了解，使类属性和方法的具体实现对外不可见。不但方便还起到了保护作用。
- 封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。
- 适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。
1.2 封装的好处
- 良好的封装能够减少耦合。
- 类内部的结构可以自由修改。
- 可以对成员变量进行更精确的控制。
- 隐藏信息，实现细节。
1.3 封装的步骤
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修改属性的可见性来限制对属性的访问（一般限制为private），例如：
public class Person { private String name ; // 姓名 private String gender ; // 性别 private int age; // 年龄 }这段代码中，将 name 、sex和 age 属性设置为私有的，只能本类才能访问，其他类都访问不了，如此就对信息进行了隐藏。
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对每个值属性提供对外的公共方法访问，也就是创建一对赋取值方法，用于对私有属性的访问，例如：
public class Person { private String name ; // 姓名 private String gender ; // 性别 private int age; // 年龄 public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setGender(String gender) { this.gender = gender; } public String gender(){ return gender; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getAge() { return age; } }采用 this 关键字调用本类中的属性，也就是类中的成员变量。主要为了解决实例变量（private String name）和局部变量（setName(String name)中的name变量）之间发生的同名的冲突。
1.4 封装的例子
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创建一个用户类User:
代码如下：
package com.nz.pojo; public class User { private String username; // 用户名 private String password; // 密码 public String getUsername() { return username; } public void setUsername(String username) { this.username = username; } public String getPassword() { return password; } public void setPassword(String password) { this.password = password; } } -
编写测试User的demo：EncapsulationDemo
代码如下：
package com.nz; import com.nz.pojo.User; public class EncapsulationDemo { public static void main(String[] args) { User user = new User(); user.setUsername("太子爷哪吒"); user.setPassword("520"); System.out.println("username: " + user.getUsername() + "-----------" + "password: " + user.getPassword()); } }执行结果如下：
username:太子爷哪吒-----------password520
1.5 小结
封装实际上是将类的某些信息隐藏在类的内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的访问和操作。就是把我们想提供给外界的一些方法给暴露出来，以便外界能调用到我们。
二. 继承
2.1 继承的介绍
继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：is-a 的关系。
继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象（实例）可以直接具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。
2.2 生活中的继承
兔子和长颈鹿属于食草动物类，老虎和狮子属于食肉动物类。而食草动物和食肉动物又是属于动物类。
那是不是兔子、长颈鹿、老虎、狮子都属于动物类呢？答案是没错滴！虽然食草动物和食肉动物都是属于动物，但是两者的属性和行为上有差别，所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。我们就可以再多个类中存在相同属性和行为时，我们可以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，只要继承那一个类即可。
2.3 继承的好处
- 提高代码的复用性（减少代码冗余，相同代码重复利用）。
- 使类与类之间产生了关系。
- 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
- 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
- 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
- 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。
- Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
2.4 继承的格式
在Java当中会通过extends关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：
class 父类 {
}
class 子类 extends 父类 {
}
需要注意一点： Java 不支持多继承，但支持多重继承。就如下：
class A {
}
class B extends A { (对的)
}
class C extends A, B { （错的）
}
class C extends B { （对的）
}
顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。
2.5 继承的demo
-
编写一个父类极其对应的子类信息
结构如下：
代码如下：
父类Person：
package com.nz.pojo; public class Person { private String name ; private int age ; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }子类Student没有额外的属性和方法：
package com.nz.pojo; /** * 继承了Person特有的name, age， * 没有额外的独有属性和方法 */ public class Student extends Person{ }子类Teacher多了一个工资的属性和独有的教书方法：
package com.nz.pojo; /** * 继承了Person特有的name, age， * 多了自己独有的工资属性还有独有的教书方法 */ public class Teacher extends Person{ // 工资 private double salary ; // 特有方法 public void teach(){ System.out.println("老师在认真教书！"); } public double getSalary() { return salary; } public void setSalary(double salary) { this.salary = salary; } } -
编写测试代码：
package com.nz; import com.nz.pojo.Student; import com.nz.pojo.Teacher; public class InheritDemo { public static void main(String[] args) { Teacher teacher = new Teacher(); teacher.setName("太子爷哪吒"); teacher.setAge(18); teacher.setSalary(1999.99); System.out.println(teacher.getName()); System.out.println(teacher.getAge()); System.out.println(teacher.getSalary()); teacher.teach(); Student student = new Student(); student.setName("哪吒"); student.setAge(12); //student.setSalary(1999.99); // student没有工资属性，报错！ System.out.println(student.getName()); System.out.println(student.getAge()); } }结果如下：
太子爷哪吒 18 1999.99 老师在认真教书！ 哪吒 12从结果来看，子类继承父类，就可以直接得到父类的成员变量和方法。而子类可以编写一些特有的属性和方法，但是是否可以继承所有成分呢？
2.6 子类不能继承的内容
并不是父类的所有内容都可以给子类继承的：
2.6.1 super 与 this 关键字
这里先将这两个关键字，super和this在继承关系中，运用比较频繁。
-
super关键字：我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。
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this关键字：指向自己本类的引用。
super和this完整的用法如下：
this.成员变量 -- 本类的 super.成员变量 -- 父类的 this.成员方法名() -- 本类的 super.成员方法名() -- 父类的 -
具体演示，创建测试InheritDemo2：
package com.nz; public class InheritDemo2 { public static void main(String[] args) { Animal a = new Animal(); a.eat(); Cat cat = new Cat(); cat.eatFish(); } } class Animal { void eat() { System.out.println("animal : eat"); } } class Cat extends Animal { void eat() { System.out.println("cat : eat"); } void eatFish() { this.eat(); // this 调用自己的方法 super.eat(); // super 调用父类方法 } }调用结果如下：
animal : eat cat : eat animal : eat -
注意：
子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。
2.6.2 构造器不能被继承
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子类不能继承父类的构造器（构造方法或者构造函数），它只是调用（隐式或显式）。因为子类有自己的构造器。值得注意的是子类可以继承父类的私有成员（成员变量，方法），只是子类无法直接访问而已，可以通过
getter/setter方法访问父类的private成员变量。 -
如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过
super关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。 -
如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用
super关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。 -
演示过程：
package com.nz; public class InheritDemo3 { public static void main(String[] args) { System.out.println("------Teacher 类继承------"); Teacher teacher = new Teacher(); Teacher teacher2 = new Teacher("张三"); System.out.println("------Student 类继承------"); Student student = new Student(); Student student2 = new Student("张三三"); } } // 父类 class Person { private String name; Person(){ System.out.println("调用了父类的无参构造器: Person()"); } Person(String name) { System.out.println("调用了父类的带参构造器: Person(String name)"); this.name = name; } } // Teacher子类继承Person class Teacher extends Person{ private String name; Teacher(){ // 自动调用父类的无参数构造器 因为会有默认super(); System.out.println("Teacher"); } public Teacher(String name){ super("太子爷哪吒"); // 调用父类中带有参数的构造器 System.out.println("Teacher(String name):"+name); this.name = name; } } // Student子类继承Person class Student extends Person{ private String name; Student(){ super("heihei"); // 调用父类中带有参数的构造器 System.out.println("SubClass2"); } public Student(String name){ // 自动调用父类的无参数构造器 System.out.println("Student(String name):"+name); this.name = name; } }结果如下：
------Teacher 类继承------ 调用了父类的无参构造器: Person() Teacher 调用了父类的带参构造器: Person(String name) Teacher(String name):张三 ------Student 类继承------ 调用了父类的带参构造器: Person(String name) SubClass2 调用了父类的无参构造器: Person() Student(String name):张三三
2.6.3 final修饰的类不能被继承
final 关键字主要用在三个地方：变量、方法、类。
- 修饰类：表示该类不能被继承；
- 修饰方法：表示方法不能被重写；
- 修饰变量：表示变量只能一次赋值以后值不能被修改（常量）。
final 的特点：
- 对于一个 final 变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始 化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不 能再让其指向另一个对象。
- 当用 final 修饰一个类时，表明这个类不能被继承。final 类中的所有成员 方法都会被隐式地指定为 final 方法。
- 使用 final 方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定，以防任何继承 类修改它的含义；第二个原因是效率。在早期的 Java 实现版本中，会将 final 方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不到内嵌调用 带来的任何性能提升（现在的 Java 版本已经不需要使用 final方法进行这些优化了）。类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。
我们测试下修饰类后到底能不能继承：
package com.nz;
public class InheritDemo4 {
}
// 父类
final class Fu {
private String name;
}
//class Zi extends Fu{ // Cannot inherit from final 'com.nz.Fu' 会显示没办法继承Fu
//}
结果：可以看出来在被final修饰的Fu类没办法继承，而且在编译期间就会报错了，没办法通过运行。
2.7 方法重写
2.7.1 介绍
子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。
2.7.2 使用场景与案例
发生在子父类之间的关系。
子类继承了父类的方法，但是子类觉得父类的这方法不足以满足自己的需求，子类重新写了一个与父类同名的方法，以便覆盖父类的该方法。
写个测试案例：
package com.nz;
public class InheritDemo5 {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
Cat lanMao = new Cat();
// 调用父类继承而来的方法
lanMao.run();
// 调用子类重写的方法
lanMao.sing();
}
}
class Animal{
public void sing(){
System.out.println("动物都可以唱歌！");
}
public void run(){
System.out.println("动物都可以跑！");
}
}
class Cat extends Animal {
public void sing(){
System.out.println("我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇");
}
}
运行结果：
动物都可以跑！
我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇
可以看出，蓝猫调用了重写后的sing方法。
2.7.2 @Override重写注解
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@Override：注解，重写注解校验！
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这个注解标记的方法，就说明这个方法必须是重写父类的方法，否则编译阶段报错。
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建议重写都加上这个注解，一方面可以提高代码的可读性，一方面可以防止重写出错！
加上后的子类代码形式如下：
class Cat extends Animal { // 声明不变，重新实现 // 方法名称与父类全部一样，只是方法体中的功能重写了！ @Override public void sing(){ System.out.println("我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇"); } }
2.7.3 注意事项
- 方法重写是发生在子父类之间的关系。
- 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
- 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
2.8 小结
继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。
注: 如果文章有任何错误和建议，请各位大佬尽情留言！如果这篇文章对你也有所帮助，希望可爱亲切的您给个三连关注下，非常感谢啦！也可以微信搜索太子爷哪吒公众号进行私聊我，感谢各位大佬！
