多态和内部类

多态的概述

• 什么是多态

  同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态

• 多态的前提

  • 要有继承或实现关系

  • 要有方法的重写

  • 要有父类引用指向子类对象

代码：

class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃饭");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Test1Polymorphic {
    /*
        多态的前提:

            1. 要有(继承 \ 实现)关系
            2. 要有方法重写
            3. 要有父类引用, 指向子类对象
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 当前事物, 是一只猫
        Cat c = new Cat();
        // 当前事物, 是一只动物
        Animal a = new Cat();
        a.eat();

    }
}

多态中的成员访问特点

• 成员访问特点

  • 成员变量

    编译看父类，运行看父类

  • 成员方法

    编译看父类，运行看子类

• 代码演示

class Fu {
    int num = 10;

    public void method(){
        System.out.println("Fu.. method");
    }
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    public void method(){
        System.out.println("Zi.. method");
    }
}

public class Test2Polymorpic {
    /*
         多态的成员访问特点:

                成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)

                成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)
     */
    public static void main(String[] args) {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        f.method();
    }
}

多态的好处和弊端

• 好处

  提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作

• 弊端

  不能使用子类的特有成员

多态中的转型

• 向上转型

  父类引用指向子类对象就是向上转型

• 向下转型

  格式：子类型 对象名 = (子类型)父类引用;

• 代码

class Fu {
    public void show(){
        System.out.println("Fu..show...");
    }
}

class Zi extends Fu {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("Zi..show...");
    }

    public void method(){
        System.out.println("我是子类特有的方法, method");
    }
}

public class Test3Polymorpic {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 向上转型 : 父类引用指向子类对象
        Fu f = new Zi();
        f.show();
        // 多态的弊端: 不能调用子类特有的成员
        // f.method();

        // A: 直接创建子类对象
        // B: 向下转型

        // 2. 向下转型 : 从父类类型, 转换回子类类型
        Zi z = (Zi) f;
        z.method();
    }
}

多态中转型存在的风险和解决方案

• 风险

  如果被转的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException

• 解决方案

  • 关键字

    instanceof

  • 使用格式

    变量名 instanceof 类型

    通俗的理解：判断关键字左边的变量，是否是右边的类型，返回boolean类型结果

代码

abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉");
    }

    public void watchHome(){
        System.out.println("看家");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Test4Polymorpic {
    public static void main(String[] args) {
        useAnimal(new Dog());
        useAnimal(new Cat());
    }

    public static void useAnimal(Animal a){  // Animal a = new Dog();
                                             // Animal a = new Cat();
        a.eat();
        //a.watchHome();

//        Dog dog = (Dog) a;
//        dog.watchHome();  // ClassCastException  类型转换异常
      
        // 判断a变量记录的类型, 是否是Dog
        if(a instanceof Dog){
            Dog dog = (Dog) a;
            dog.watchHome();
        }
    }

}

信息管理系统多态改进

• 实现步骤

  1. StudentDaoFactory类中方法的返回值定义成父类类型BaseStudentDao

  2. StudentService中接收方法返回值的类型定义成父类类型BaseStudentDao

代码实现

StudentDaoFactory类　　

public class StudentDaoFactory {
    public static BaseStudentDao getStudentDao(){
        return new OtherStudentDao();
    }
}

StudentService类

public class StudentService {
    // 创建StudentDao (库管)
    // private OtherStudentDao studentDao = new OtherStudentDao();

    // 通过学生库管工厂类, 获取库管对象
    private BaseStudentDao studentDao = StudentDaoFactory.getStudentDao();
} 

内部类

内部类的基本使用

• 内部类概念

  • 在一个类中定义一个类。举例：在一个类A的内部定义一个类B，类B就被称为内部类

• 内部类定义格式

  • 格式&举例：

/*
    格式：
    class 外部类名{
        修饰符 class 内部类名{
        
        }
    }
*/

class Outer {
    public class Inner {
        
    }
}

• 内部类的访问特点

  • 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有

  • 外部类要访问内部类的成员，必须创建对象

示例代码：　　

/*
    内部类访问特点：
        内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有
        外部类要访问内部类的成员，必须创建对象
 */
public class Outer {
    private int num = 10;
    public class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(num);
        }
    }
    public void method() {
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}

成员内部类

• 成员内部类的定义位置

  • 在类中方法，跟成员变量是一个位置

• 外界创建成员内部类格式

  • 格式：外部类名.内部类名 对象名 = 外部类对象.内部类对象;

  • 举例：Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();

• 私有成员内部类

  • 将一个类，设计为内部类的目的，大多数都是不想让外界去访问，所以内部类的定义应该私有化，私有化之后，再提供一个可以让外界调用的方法，方法内部创建内部类对象并调用。

示例代码：

class Outer {
    private int num = 10;
    private class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(num);
        }
    }
    public void method() {
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}
public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();
        //oi.show();
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}

静态成员内部类

• 静态成员内部类访问格式：外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();

• 静态成员内部类中的静态方法：外部类名.内部类名.方法名();

• 示例代码

class Outer {
    static class Inner {
        public void show(){
            System.out.println("inner..show");
        }

        public static void method(){
            System.out.println("inner..method");
        }
    }
}

public class Test3Innerclass {
    /*
        静态成员内部类演示
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();
        Outer.Inner oi = new Outer.Inner();
        oi.show();

        Outer.Inner.method();
    }
}

局部内部类

• 局部内部类定义位置

  • 局部内部类是在方法中定义的类

• 局部内部类使用方式

  • 局部内部类，外界是无法直接使用，需要在方法内部创建对象并使用

  • 该类可以直接访问外部类的成员，也可以访问方法内的局部变量

示例代码

class Outer {
    private int num = 10;
    public void method() {
        int num2 = 20;
        class Inner {
            public void show() {
                System.out.println(num);
                System.out.println(num2);
            }
        }
        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}
public class OuterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}

匿名内部类

• 匿名内部类的前提

  • 存在一个类或者接口，这里的类可以是具体类也可以是抽象类

• 匿名内部类的格式

  • 格式：new 类名 ( ) { 重写方法 }

  • new 接口名 ( ) { 重写方法 }

举例：

new Inter(){
    @Override
    public void method(){}
} 

• 匿名内部类的本质

  • 本质：是一个继承了该类或者实现了该接口的子类匿名对象

• 匿名内部类的细节

  • 匿名内部类可以通过多态的形式接收

Inter i = new Inter(){
  @Override
    public void method(){
        
    }
}

匿名内部类直接调用方法

interface Inter{
    void method();
}

class Test{
    public static void main(String[] args){
        new Inter(){
            @Override
            public void method(){
                System.out.println("我是匿名内部类");
            }
        }.method();    // 直接调用方法
    }
}

匿名内部类在开发中的使用

• 匿名内部类在开发中的使用

  • 当发现某个方法需要接口或抽象类的子类对象，我们就可以传递一个匿名内部类过去，来简化传统的代码的书写方式。

• 示例代码：

/*
    游泳接口
 */
interface Swimming {
    void swim();
}

public class TestSwimming {
    public static void main(String[] args) {
        goSwimming(new Swimming() {
            @Override
            public void swim() {
                System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
            }
        });
    }

    /**
     * 使用接口的方法
     */
    public static void goSwimming(Swimming swimming){
        /*
            Swimming swim = new Swimming() {
                @Override
                public void swim() {
                    System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
                }
            }
         */
        swimming.swim();
    }
}

Lambda表达式

体验Lambda表达式

代码：

/*
    游泳接口
 */
interface Swimming {
    void swim();
}

public class TestSwimming {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过匿名内部类实现
        goSwimming(new Swimming() {
            @Override
            public void swim() {
                System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧");
            }
        });

        /*  通过Lambda表达式实现
            理解: 对于Lambda表达式, 对匿名内部类进行了优化
         */
        goSwimming(() -> System.out.println("铁汁, 我们去游泳吧"));
    }

    /**
     * 使用接口的方法
     */
    public static void goSwimming(Swimming swimming) {
        swimming.swim();
    }
}

函数式编程思想概述：

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿数据做操作”

面向对象思想强调“必须通过对象的形式来做事情”

函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”

而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现

Lambda表达式的标准格式

• 格式：

  (形式参数) -> {代码块}

  • 形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开；如果没有参数，留空即可

  • ->：由英文中画线和大于符号组成，固定写法。代表指向动作

  • 代码块：是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体内容

• 组成Lambda表达式的三要素：

  • 形式参数，箭头，代码块

Lambda表达式练习1

• Lambda表达式的使用前提

  • 有一个接口

  • 接口中有且仅有一个抽象方法

• 练习描述

  无参无返回值抽象方法的练习

• 操作步骤

  • 定义一个接口(Eatable)，里面定义一个抽象方法：void eat();

  • 定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法

    • 一个方法是：useEatable(Eatable e)

    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useEatable方法

示例代码

//接口
public interface Eatable {
    void eat();
}
//实现类
public class EatableImpl implements Eatable {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
    }
}
//测试类
public class EatableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useEatable方法
        Eatable e = new EatableImpl();
        useEatable(e);

        //匿名内部类
        useEatable(new Eatable() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
            }
        });

        //Lambda表达式
        useEatable(() -> {
            System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
        });
    }

    private static void useEatable(Eatable e) {
        e.eat();
    }
}

Lambda表达式练习2

• 练习描述

  有参无返回值抽象方法的练习

• 操作步骤

  • 定义一个接口(Flyable)，里面定义一个抽象方法：void fly(String s);

  • 定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法

    • 一个方法是：useFlyable(Flyable f)

    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法

示例代码

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

public class FlyableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useFlyable方法
        //匿名内部类
        useFlyable(new Flyable() {
            @Override
            public void fly(String s) {
                System.out.println(s);
                System.out.println("飞机自驾游");
            }
        });
        System.out.println("--------");

        //Lambda
        useFlyable((String s) -> {
            System.out.println(s);
            System.out.println("飞机自驾游");
        });

    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("风和日丽，晴空万里");
    }
}

Lambda表达式练习3

• 练习描述

  有参有返回值抽象方法的练习

• 操作步骤

  • 定义一个接口(Addable)，里面定义一个抽象方法：int add(int x,int y);

  • 定义一个测试类(AddableDemo)，在测试类中提供两个方法

    • 一个方法是：useAddable(Addable a)

    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useAddable方法

示例代码　　

public interface Addable {
    int add(int x,int y);
}

public class AddableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在主方法中调用useAddable方法
        useAddable((int x,int y) -> {
            return x + y;
        });

    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }
}

Lambda表达式的省略模式

• 省略的规则

  • 参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下，不能只省略一个

  • 如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略

  • 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，和return关键字

代码演示

public interface Addable {
    int add(int x, int y);
}

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        useAddable((int x,int y) -> {
//            return x + y;
//        });
        //参数的类型可以省略
        useAddable((x, y) -> {
            return x + y;
        });

//        useFlyable((String s) -> {
//            System.out.println(s);
//        });
        //如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略
//        useFlyable(s -> {
//            System.out.println(s);
//        });

        //如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号
        useFlyable(s -> System.out.println(s));

        //如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，如果有return，return也要省略掉
        useAddable((x, y) -> x + y);
    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("风和日丽，晴空万里");
    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }
}

Lambda表达式的使用前提

• 使用Lambda必须要有接口

• 并且要求接口中有且仅有一个抽象方法

Lambda表达式和匿名内部类的区别

• 所需类型不同

  • 匿名内部类：可以是接口，也可以是抽象类，还可以是具体类

  • Lambda表达式：只能是接口

• 使用限制不同

  • 如果接口中有且仅有一个抽象方法，可以使用Lambda表达式，也可以使用匿名内部类

  • 如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式

• 实现原理不同

  • 匿名内部类：编译之后，产生一个单独的.class字节码文件

  • Lambda表达式：编译之后，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成