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Java基础-封装和继承

时间:2021-09-24 01:05     来源/作者:太子爷哪吒

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

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:

  1. public class Person {
  2. private String name ; // 姓名
  3. private String gender ; // 性别
  4. private int age; // 年龄
  5. }

这段代码中,将 namesexage 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。

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:

  1. public class Person {
  2. private String name ; // 姓名
  3. private String gender ; // 性别
  4. private int age; // 年龄
  5. public void setName(String name) {
  6. this.name = name;
  7. }
  8. public String getName() {
  9. return name;
  10. }
  11. public void setGender(String gender) {
  12. this.gender = gender;
  13. }
  14. public String gender(){
  15. return gender;
  16. }
  17. public void setAge(int age) {
  18. this.age = age;
  19. }
  20. public int getAge() {
  21. return age;
  22. }
  23. }

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

创建一个用户类User:

Java基础-封装和继承

  • 代码如下:
  1. package com.nz.pojo;
  2. public class User {
  3. private String username; // 用户名
  4. private String password; // 密码
  5. public String getUsername() {
  6. return username;
  7. }
  8. public void setUsername(String username) {
  9. this.username = username;
  10. }
  11. public String getPassword() {
  12. return password;
  13. }
  14. public void setPassword(String password) {
  15. this.password = password;
  16. }
  17. }
  • 编写测试User的demo:EncapsulationDemo

Java基础-封装和继承

代码如下:

  1. package com.nz;
  2. import com.nz.pojo.User;
  3. public class EncapsulationDemo {
  4. public static void main(String[] args) {
  5. User user = new User();
  6. user.setUsername("太子爷哪吒");
  7. user.setPassword("520");
  8. System.out.println("username: " + user.getUsername() + "-----------"
  9. + "password: " + user.getPassword());
  10. }
  11. }

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

Java基础-封装和继承

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

  1. 提高代码的复用性(减少代码冗余,相同代码重复利用)。
  2. 使类与类之间产生了关系。
  3. 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
  4. 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。
  5. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
  6. 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)。
  7. 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:

  1. class 父类 {
  2. }
  3. class 子类 extends 父类 {
  4. }

需要注意一点: Java 不支持多继承,但支持多重继承。就如下:

  1. class A {
  2. }
  3. class B extends A { (对的)
  4. }
  5. class C extends A, B { (错的)
  6. }
  7. class C extends B { (对的)
  8. }

Java基础-封装和继承

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:

Java基础-封装和继承

代码如下:

父类Person:

  1. package com.nz.pojo;
  2. public class Person {
  3. private String name ;
  4. private int age ;
  5. public String getName() {
  6. return name;
  7. }
  8. public void setName(String name) {
  9. this.name = name;
  10. }
  11. public int getAge() {
  12. return age;
  13. }
  14. public void setAge(int age) {
  15. this.age = age;
  16. }
  17. }

子类Student没有额外的属性和方法:

  1. package com.nz.pojo;
  2. /**
  3. * 继承了Person特有的name, age,
  4. * 没有额外的独有属性和方法
  5. */
  6. public class Student extends Person{
  7. }

子类Teacher多了一个工资的属性和独有的教书方法:

  1. package com.nz.pojo;
  2. /**
  3. * 继承了Person特有的name, age,
  4. * 多了自己独有的工资属性还有独有的教书方法
  5. */
  6. public class Teacher extends Person{
  7. // 工资
  8. private double salary ;
  9. // 特有方法
  10. public void teach(){
  11. System.out.println("老师在认真教书!");
  12. }
  13. public double getSalary() {
  14. return salary;
  15. }
  16. public void setSalary(double salary) {
  17. this.salary = salary;
  18. }
  19. }

编写测试代码:

  1. package com.nz;
  2. import com.nz.pojo.Student;
  3. import com.nz.pojo.Teacher;
  4. public class InheritDemo {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. Teacher teacher = new Teacher();
  7. teacher.setName("太子爷哪吒");
  8. teacher.setAge(18);
  9. teacher.setSalary(1999.99);
  10. System.out.println(teacher.getName());
  11. System.out.println(teacher.getAge());
  12. System.out.println(teacher.getSalary());
  13. teacher.teach();
  14. Student student = new Student();
  15. student.setName("哪吒");
  16. student.setAge(12);
  17. //student.setSalary(1999.99); // student没有工资属性,报错!
  18. System.out.println(student.getName());
  19. System.out.println(student.getAge());
  20. }
  21. }

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。
  • this关键字:指向自己本类的引用。

super和this完整的用法如下:

  1. this.成员变量 -- 本类的
  2. super.成员变量 -- 父类的
  3. this.成员方法名() -- 本类的
  4. super.成员方法名() -- 父类的

具体演示,创建测试InheritDemo2:

  1. package com.nz;
  2. public class InheritDemo2 {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. Animal a = new Animal();
  5. a.eat();
  6. Cat cat = new Cat();
  7. cat.eatFish();
  8. }
  9. }
  10. class Animal {
  11. void eat() {
  12. System.out.println("animal : eat");
  13. }
  14. }
  15. class Cat extends Animal {
  16. void eat() {
  17. System.out.println("cat : eat");
  18. }
  19. void eatFish() {
  20. this.eat(); // this 调用自己的方法
  21. super.eat(); // super 调用父类方法
  22. }
  23. }

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

  • 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:

  1. package com.nz;
  2. public class InheritDemo3 {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. System.out.println("------Teacher 类继承------");
  5. Teacher teacher = new Teacher();
  6. Teacher teacher2 = new Teacher("张三");
  7. System.out.println("------Student 类继承------");
  8. Student student = new Student();
  9. Student student2 = new Student("张三三");
  10. }
  11. }
  12. // 父类
  13. class Person {
  14. private String name;
  15. Person(){
  16. System.out.println("调用了父类的无参构造器: Person()");
  17. }
  18. Person(String name) {
  19. System.out.println("调用了父类的带参构造器: Person(String name)");
  20. this.name = name;
  21. }
  22. }
  23. // Teacher子类继承Person
  24. class Teacher extends Person{
  25. private String name;
  26. Teacher(){
  27. // 自动调用父类的无参数构造器 因为会有默认super();
  28. System.out.println("Teacher");
  29. }
  30. public Teacher(String name){
  31. super("太子爷哪吒"); // 调用父类中带有参数的构造器
  32. System.out.println("Teacher(String name):"+name);
  33. this.name = name;
  34. }
  35. }
  36. // Student子类继承Person
  37. class Student extends Person{
  38. private String name;
  39. Student(){
  40. super("heihei"); // 调用父类中带有参数的构造器
  41. System.out.println("SubClass2");
  42. }
  43. public Student(String name){ // 自动调用父类的无参数构造器
  44. System.out.println("Student(String name):"+name);
  45. this.name = name;
  46. }
  47. }

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:

  1. package com.nz;
  2. public class InheritDemo4 {
  3. }
  4. // 父类
  5. final class Fu {
  6. private String name;
  7. }
  8. //class Zi extends Fu{ // Cannot inherit from final 'com.nz.Fu' 会显示没办法继承Fu
  9. //}

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:

  1. package com.nz;
  2. public class InheritDemo5 {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. // 创建子类对象
  5. Cat lanMao = new Cat();
  6. // 调用父类继承而来的方法
  7. lanMao.run();
  8. // 调用子类重写的方法
  9. lanMao.sing();
  10. }
  11. }
  12. class Animal{
  13. public void sing(){
  14. System.out.println("动物都可以唱歌!");
  15. }
  16. public void run(){
  17. System.out.println("动物都可以跑!");
  18. }
  19. }
  20. class Cat extends Animal {
  21. public void sing(){
  22. System.out.println("我们一起学猫叫,一起喵喵喵!让我们一起撒个娇");
  23. }
  24. }

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

  • @Override:注解,重写注解校验!
  • 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。
  • 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:

  1. class Cat extends Animal {
  2. // 声明不变,重新实现
  3. // 方法名称与父类全部一样,只是方法体中的功能重写了!
  4. @Override
  5. public void sing(){
  6. System.out.println("我们一起学猫叫,一起喵喵喵!让我们一起撒个娇");
  7. }
  8. }

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。

总结

这篇文章就到这里了,如果这篇文章对你也有所帮助,希望您能多多关注我们的更多内容!

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45766180/article/details/117969367

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