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Java基础-封装和继承

2024-04-02 19:55

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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

1.2 封装的好处

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:


public class Person {
    private String name ; // 姓名
    private String gender ; // 性别
    private int age; // 年龄
}

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:


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

创建一个用户类User:


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;
    }
}

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

  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:


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

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;

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;

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

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。

final 的特点:

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

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

总结

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

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