Java基础学习：10、封装和继承和super、方法重载、多态、动态绑定

封装：

1、概念：

　　将类的某些信息隐藏在类内部，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操作和访问。

2、意义：

　　只能通过规定的方法访问数据。

       隐藏类的实例细节，方便修改和实现。　

3、实现步骤：

 

public class Encapsulation {
  public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person("张三", 200, 30000);
    System.out.println(person.message());
  }
}

class Person{
  public String name;
  private int age;
  private double salary;

  public Person() {
  }

// 构造方法可以破解封装，那么如果既要实用构造器又要封装呢？
// 将set写在构造器里面
  public Person(String name, int age, double salary) {
//    this.name = name;
//    this.age = age;
//    this.salary = salary;
    setName(name);
    setAge(age);
    setSalary(salary);
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    if (name.length() >=2 && name.length() <=6) {
      this.name = name;
    } else {
      this.name = "张三";
    }
  }

  public int getAge() {
    return age;
  }

  public void setAge(int age) {
    if (age >= 1 && age <= 150) {
      this.age = age;
    } else {
      System.out.println("输入的年龄不对，需要在1~150之间");
      this.age = 16;   // 给一个默认的年龄
    }
  }

  public double getSalary() {
    return salary;
  }

  public void setSalary(double salary) {
    this.salary = salary;
  }

  public String message() {
    return "姓名为：" + name + " " + "年龄为："  + age + " " + "工资为：" + salary;
  }
}

　　

继承：

1、定义：继承是类与类的一种关系，是一种“is a”的关系。比如“狗”继承“动物”，这里动物类是狗类的父类或者基类，狗类是动物类的子类或者派生类。

2、继承意义：

　　子类拥有父类的所有属性和方法（除了private修饰的属性不能拥有）从而实现了实现代码的复用。

3、语法规则：只要在子类加上extends关键字继承相应的父类就可以了。

 

4、注意点：

　　a、子类继承了父类所有的属性和方法，非私有的属性和方法可以在子类直接访问，

       但是私有的属性和方法不能再子类直接访问，要通过父类提供的公共方法区访问。

public class Student {
  public int score1 = 100;
  public int score2 = 80;
  private int score3 = 90;

  // 父亲提供一个public方法，返回score3
  public int getScore3() {
    return score3;
  }

  public void test1() {
    System.out.println("学生正在考试数学");
  }

  public void test2() {
    System.out.println("学生正在考试英语");
  }

  private void test3() {
    System.out.println("学生正在考试语文");
  }

  // 父亲提供一个public方法，调用test03
  public void callTest() {
    test3();
  }

}

　　b、子类必须调用父类的构造器，完成父类的初始化。

　　c、当创建子类对象时，不管使用子类哪个构造器，默认情况都会去调用父类的无参构造器。

　　     如果父类没有提供无参构造器，则必须在子类的构造器中用supre去指定使用父类的哪个构造器完成对父类的初始化工作，否则编译 不会通过。

　　d、如果希望指定去调用父类的某个构造器，则需要显示的调用一下：super（参数列表）；

　　e、super在使用时，必须放在构造器第一行（super只能在构造器中使用）。

　　f、super()和this()都只能放在构造器第一行，因此两个方法不能共存在一个构造器中。

　　g、Java中所有类都是object类的子类。

　　h、父类构造器的调用不限于直接父类，将一直往上追溯到object类（顶级父类）。

　　i、子类最多只能继承一个父类，即Java中的单继承机制。如果要让A继承B类和C类呢？【A继承B，B继承C】。

　　j、不能滥用继承，子类和父类必须满足is-a的逻辑关系：如 猫是动物。

 

继承内存图：

 

继承中this和super：

 

public class ExtendsHomeWork {
  public static void main(String[] args) {
    C c = new C();
  }
}

 

 

super关键字：

1、定义：super代表父类的引用，用于访问父类的属性、方法、构造器。

2、基本用法：

　　a、用于访问父类的属性，但不能访问父类的private属性：super.属性名;

　　b、用于访问父类的方法，但不能访问父类private方法：super.方法名(参数列表);

　　c、访问父类的构造器：super(参数列表); 只可以放在构造器第一句，只能出现一句。

3、意义及细节：

　　a、super调用父类构造器的意义（分工明确，父类的属性由父类初始化，子类的属性由子类初始化）。

class NotePad extends Computer {
  private String color;

  public NotePad(String cpu, int memory, int disk, String color) {
    super(cpu, memory, disk);
    this.color = color;
  }
}

　　b、当子类和父类中的成员（属性和方法）重名时，为了访问父类成员，必须通过super，如果没有重名，则super、this以及直接访问都是一样的。

　　在子类中使用：直接访问、this、super三者的区别：

　　直接访问和this：

　　1、先找本类，本类有，则调用。

　　2、本类没有，找父类（如果有且可以调用，则调用；如果有但是不能调用，则报错）。

　　3、如果父类没有，则继续往上找，直到object类。一直没有找到，提示不存在。

　　super：

　　1、直接找父类，不找本类。其余规则如上。

class Computer {
  private String cpu;
  private int memory;
  private int disk;
  public int num = 12;

  public Computer(String cpu, int memory, int disk) {
    this.cpu = cpu;
    this.memory = memory;
    this.disk = disk;
  }
}

class NotePad extends Computer {
  private String color;
  public int num = 1;

  public void test() {
    System.out.println(num);        // 1
    System.out.println(this.num);   // 1
    System.out.println(super.num);  // 12
  }
}

　　

　　c、super访问不限于直接父类，如果爷爷类也有同名成员，也可以使用super去访问。如果多个上级类都有同名成员，遵循就近原则。

 

继承方法重写：

1、定义：方法覆盖（重写）就是子类有一个方法，和父类的某个方法的名称、返回类型、参数一样，那么就是子类方法覆盖了父类方法。

2、满足条件：

　　a、子类的方法的形参列表、方法名称要和父类的参数方法名称完全一样。

　　b、子类方法的返回类型要和父类一样活着是父类返回类型的子类：如父类返回类型是object，子类是String。

　　c、子类方法不可以缩小父类方法的访问权限：public > protected > 默认 > private。

 

方法重写和方法重载的区别：

1、方法重载：Java中允许在同一个类中，多个同名方法的存在，到要求形参列表不一致。

2、方法重写：子类有一个方法，和父类的某个方法的名称、返回类型、参数一样，那么就是子类方法覆盖了父类方法。

 

多态：

一、多态概述：

 

1、多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

2、多态现实意义理解：

 

　　现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。

 

　　Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。

 

3.多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。

Animal animal = new Dog("米奇", 23);

 

 

4.前提条件：必须有子父类继承关系。

 

注意：在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。

 // 运行时，执行到该行的时候，animal运行类型是dog，所以是dog的eat();
 animal.eat();  // 小狗吃东西

　　

 

5.多态的定义与使用格式

 

定义格式：父类类型 变量名=new 子类类型();

 

6.理解:

 

　　多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

 

　　多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作。

 

二、多态成员特点：

1、成员属性（变量）：

　　属性没有重写之说，属性的值看编译类型：直接调用的就是animal的属性的值：

 

Animal animal = new Dog("米奇", 23);   // 编译类型是animal

System.out.println(animal.num);   // 父类的num

 

2、成员方法：

　　成员方法有重写，如果重写，调用的就是子类方法，无重写，调用父类：

 

animal.say();  // 子类重写父类say方法，调用的是子类

 

　　

 

 

  public static void main(String[] args) {
    // animal 编译类型是 Animal，运行类型是 dog
    Animal animal = new Dog("米奇", 23);
    // 运行时，执行到该行的时候，animal运行类型是dog，所以是dog的eat();

　　// 如果子类没有重写父类的方法，那么调用的就是父类的方法
    animal.AnimalEat();  // 父类的方法：动物吃东西

　　// 如果子类重写了父类的方法，那么调用的就是子类的方法。
　　 animal.say();  // 子类的方法：小狗唱歌

    System.out.println(animal.num);  // 父类的值：10
  }

　　

三、多态的转型 ：向上转型和向下转型

1、向上转型：

　　父类的引用指向了子类的对象（多态本身就是向上转型过的过程）
　　使用格式：父类类型 变量名=new 子类类型();

Animal animal = new Dog("米奇", 23);

　　特点：

　　　　a、可以调用父类的所有成员（变量和方法），但是需要遵循访问权限。

　　　　b、不能调用子类的特有成员，可以调用子类的重写方法：因为在编译阶段，能调用哪些成员，有编译类型决定（编译看左边）。

 　　　　为什么不能调用子类成员？

　　　　　　因为编译的时候就不通过，编译就会报错。

　　

总结：向上转型    父类类型 变量名=new 子类类型();

　　a、编译的时候只能调用父类方法。

Animal animal = new Dog("米奇", 23);

animal.AnimalEat();   // 父类方法

animal.DogEat(); // 子类方法报错

　　b、运行的时候还是先从子类找该方法，如果有就调用，没有往上找。

     （就是如果子类重写了父类方法，运行的时候就会调用子类，没有重写就不会调用子类方法，调用父类方法）

// 子类重写了父类say方法：编译时调用的是父类方法，但是实际运行时调用的是子类重写的say方法
 animal.say();  // 小狗唱歌

　　

 

2、向下转型：

1、前提：如果要向下转型必须先向上转型：

Animal animal = new Dog;

2、语法：子类类型 引用名  = (子类类型)　父类引用；

Dog dog = (Dog) animal;

3、注意点：

　　a、只能强转父类引用，不能强转父类对象。

Dog dog = (Dog) Animal;   // 错误

　　b、向下转型后，可以调用子类中所有成员。

dog.DogEat();

　　

instanceof：比较操作符

1、意义：

　　1、用于判断对象的运行类型是否为某个类型 或者 为某类型的子类型。

　　2、它的作用是测试它左边的对象是否是它右边的类的实例

public class instanceOf {
  public static void main(String[] args) {
    BB bb = new BB();
    System.out.println(bb instanceof BB);  // true
    System.out.println(bb instanceof AA);  // true

    // aa的编译类型是AA，aa的运行类型是BB
    AA aa = new BB();
    // 下面这句话意思：aa的运行类型BB 是 AA 的类或者子类吗？
    System.out.println(aa instanceof AA);  // true
    // 下面这句话意思：aa的运行类型BB 是 BB 的类或者子类吗？
    System.out.println(aa instanceof BB);  // true
  }
}

class AA {}
class BB extends AA{}

2、实际用法：

　　在写程序的时候，如果要进行类型转换，我们最好使用instanceof运算符来判断

       它左边的对象是否是它右边的类的实例，再进行强制转换。

 

动态绑定：

1、当调用对象方法的时候，该方法会和该对象的内存地址/运行类型绑定。

 

public class DynamicBinding {
  public static void main(String[] args) {
    // father的编译类型：Father；father的运行类型：Son。
    Father father = new Son();
    // 调用方法时，会和运行类型绑定，cal方法会调用子类的sum方法。
    System.out.println(father.cal());  // 40
  }
}

class Father{
  int num = 10;

  public int cal() {
    return sum() + 20;
  }

  public int sum() {
    return num + 10;
  }
}

class Son extends Father{
  int num = 20;

  public int sum() {
    return num;
  }

  public int cal() {
    return num + 20;
  }
}

 

2、当调用对象属性的时候，没有动态绑定，哪里声明，哪里使用。

 

多态参数：

　　方法的形参类型为父类类型，实参为子类类型：

 

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Ordinary tom = new Ordinary("tom", 2500);
    Manager milan = new Manager("milan", 5000, 200000);
    Main main = new Main();
    main.showEmpAnnual(tom);
    main.showEmpAnnual(milan);

    main.testWork(tom);
    main.testWork(milan);

  }

  // 方法：输出普通员工和经理的工资
  public void showEmpAnnual(Employee e) {
    System.out.println(e.getAnnual());
  }

  // 添加一个方法：如果是普通员工，则调用work方法，如果是经理，则调用manage方法
  // 使用 类型判断 + 向下转型   这里 e 就是 Employee的引用类型 Employee e =
  public void testWork(Employee e) {
    if (e instanceof Ordinary) {
      /*
      下面这句相当于：
      Ordinary ordinary = (Ordinary)e;
      ordinary.work;
      的简写
       * */
      ((Ordinary) e).work();  // 向下转型

    } else if (e instanceof Manager) {
      ((Manager) e).manage();
    } else {
      System.out.println("不处理");
    }
  }
}

 

toString方法：

1、他是object类下面的一个方法，因此所有的类都可以使用。

2、默认返回：全类名（包名 + 类名）+ @ + 十六进制哈希值。

3、当直接输出一个对象时，默认会调用tostring方法。

public class ToString {
  public static void main(String[] args) {
    AA aa = new AA();
    System.out.println(aa.toString());  // com.homework.AA@776ec8df

    System.out.println(aa);  // com.homework.AA@776ec8df

  }
}

class AA {}

4、子类往往会重写tostring方法，用于返回对象的属性信息

public class ToString {
  public static void main(String[] args) {
    AA aa = new AA("mary", 23);
    System.out.println(aa.toString());  // AA{name='mary', age=23}

    System.out.println(aa);  // AA{name='mary', age=23}

  }
}

class AA {
  String name;
  int age;

  public AA(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "AA{" +
            "name='" + name + '\'' +
            ", age=" + age +
            '}';
  }
}