Java中的继承、抽象、接口、多态

心已赠人 2024-04-01 17:34 65阅读 0赞

## 1.继承 ##

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### 1.1概述 ###

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**由来**

> 多个类中存在相同属性和行为时，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。如图所示：

**生活中的继承**

> 其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为**父类、超类（superclass）**或者**基类。**

**定义**

>  *  **继承：**就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有父类相同的属性、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。

**好处**

> 1.  提高代码的复用性。
> 2.  类与类之间产生了关系，是多态的前提。

**私有属性是否可被继承**  
这个问题目前没有唯一的标准答案，网络上可以看到2种答案，分别是可继承和不可继承。

> 可以被继承，但是由于private的限制，所以在子类中不能直接访问。  
> 不可以被继承。当构建子类对象时，首先创建父类对象，然后再创建子类对象，子类对象中包裹父类对象  
> 子类除了拥有父类的属性和方法（拥有父类的所有成员，但是注意构造器和析构器不是成员），也可以创建自己的特性。

#### super: ####

> super:当前的父类
> 
> this：代表当前的对象
> 
> 注意：只能在自己本类使用
> 
> 方法的覆盖（重写）Override
> 
> 继承的关系中 方法名一样 参数一样 返回值类型一样（三同原则）。

#### **object** ####

> object类是所有**类的父类 创建的类都继承object类。**

### 1.2继承的特点： ###

>  *  Java中不支持多重继承，Java中要求任何的子类只能有一个直系的双亲类。
>  *  子类可以重写父类的方法。
>  *  可以在子类中进行覆盖定义父类中的成员方法和成员属性。
>  *  Java支持多层继承(继承体系)：C继承B，B继承A，就会出现继承体系。Java中的所有类都直接或者间接的集成于java.lang.Object.
>  *  提高了类之间的耦合性。

### 1.3继承的格式 ###

通过extends关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类{
        ...
    }
    class 子类 extends 父类{
        ...
    }

下面通过代码创建父类，子类继承父类，测试代码...

package extend;
     
    public class fu {
        public void show(){
            System.out.println("我是父类show 方法");
        }
        //未提供构造方法，默认有一个无参构造方法
    }

子类：

package extend;
     
    public class zi extends fu{
        public void show1(){
            System.out.println("子类show 方法");
        }
    }

测试代码：

package extend;
     
    public class test {
        public static void main(String[] args){
            //如果要调用fu类中的方法，就得创建父类对象
            //这里用无参构造方法创建对象
            fu f=new fu();
            f.show();
     
            //同理调用子类中的方法
            zi z=new zi();
            z.show1();
     
            //子调用父类中的show方法
            zi z_extend=new zi();
            z_extend.show();
        }
    }

## 2.抽象 ##

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### 2.1抽象类 ###

> 父类：public abstract class 自定义的类名（）\{\}
> 
> 子类：public class 子类名称 extends 自定义的类名（）\{\}

#### 定义格式 ####

public interface 接口名称{
    
                //抽象方法
    
                //默认方法
    
                //静态方法
    
                //私有方法
    
    }

#### 含有抽象方法 ####

抽象方法:使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。  
代码如下:

public interface InterFaceName{
    public abstract void method()
    
    }

#### 含有默认方法和静态方法 ####

默认方法:使用 default修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。  
静态方法:使用static修饰，供接口直接调用。  
代码如下:

public interface InterFaceName {
    public default void method(){
    // 执行语句
    public static woid method2(){
    // 执行语句
    )
    
    }
    
    }

#### 含有私有方法和私有静态方法 ####

私有方法:使用private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

代码如下:

public interface InterFaceName{
    private void method1(){
    // 执行语句
    }
    private static void method2(){
    // 执行语句
    }
    }

### 2.2抽象类的注意事项： ###

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> 1.  如果一个类中含有抽象方法，那这个类肯定是抽象类（且类和方法都必须用abstract修饰方法没有方法体）
> 2.  抽象类中是可以不定义抽象方法
> 3.  抽象类不能直接创建对象，必须通过子类实现
> 4.  子类必须重写父类抽象方法
> 5.  abstract 不能与static、final斌并列修饰同一个方法（因为final修饰的方法是不能被重写的，但是abstract 修饰的方法必须要重写，冲突）

## 3.接口 ##

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#### 接口 ####

定义**：**所有的方法都是抽象的。

> 父类：public interface 自定义的接口名（）\{\}
> 
> 子类：public class 子类名称 implements 自定义的接口接口名（）\{\}

**属性**

> 固定的修饰符修饰 public static final 相当于常量

**方法**

> 固定的修饰符修饰 public abstract ,无方法体

**特点**

> 1.  不可以创建对象（因为是特殊的抽象类，因为抽象的方法没有任何意义）
> 2.  子类需要重写接口中所有的抽象方法，子类就可以实例化
> 3.  类可以实现接口（解决了继承的弊端）（可以new对象）

**抽象类与接口的区别**

> 1.  抽象类中有构造方法，接口中无构造方法。
> 2.  接口和接口之间支持多继承，类和类之间只能单继承。
> 3.  一个类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。

**Java中可以使用访问修饰符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。**

>  *  **default：**(即默认，什么也不写)：在同一包内可见。 **使用对象**：类、接口、变量、方法。
>  *  **private**：在同一类内可见。 **使用对象**：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类）
>  *  **public**：对所有类可见。 **使用对象**：类、接口、变量、方法。
>  *  **protected**：对同一包内的类和所有子类可见。**使用对象**：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类）

> 1.  **public：** 共有修饰符，所有类都可以访问，可以修饰类、数据成员、构造方法及方法成员
> 2.  **private：** 私有修饰符，只有在当前类中可以调用，可以修馆布数据成员、构造方法及方法成员，不可以修饰类
> 3.  **protected：** 保护修饰符，只有子类可以调用，可以修饰数据据成员、构造方法和方法成员，不可以修饰类
> 4.  **default：**（默认修饰符）：只能被当前类或同包下被调用,类、方法、成员都可以使用默认权限，即不被private、 protected，public修饰

#### Java中，请说明final关键字的使用 ####

> final 表示最终的,可以修饰类、方法、变量  
> final 修饰类，表示此类为最终类，不能被继承  
> final 修饰方法，表示此方法为最终方法，不能被重写
> 
> final 修饰变量，表示此变量为最终变量及常量

## 4.多态 ##

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### 4.1概述 ###

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#### 引入 ####

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

#### 定义 ####

> **多态:** 是指同一行为，具有多个不同表现形式

#### 前提（重点） ####

> 1.  继承或者实现【二选一】
> 2.  方法的重写【意义体现: 不重写，无意义】
> 3.  父类引用指向子类对象【格式体现】

### 4.2多态的体现 ###

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**多态体现的格式：**

> 父类类型 变量名 new 子类对象;  
> 变量名.方法名();

**父类类型**: 指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

代码如下：

Fu f = new Zi();
    f.method();

**那么为什么要用多态呢？具有两个好处：**

> 1.应用程序不必为每一个派生类编写功能调用，只需要对抽象基类进行处理即可。大大提高程序的可复用性。//继承  
> 2.派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用，这叫向后兼容，可以提高可扩充性和可维护性。 //多态的真正作用.

代码如下：

**定义父类：**

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

**定义子类：**

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

**多态的特点:**

> 对象类型和引用类型之间具有继承（类）/实现（接口）的关系；  
> 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法，必须在程序运行期间才能确定；  
> 多态不能调用“只在子类存在但在父类不存在”的方法；  
> 如果子类重写了父类的方法，真正执行的是子类覆盖的方法，如果子类没有覆盖父类的方法，执行的是父类的方法。

**下面伪代码举例多态：**

父类方法：a
    子类方法：a,b
    父类 A = new 子类()；//多态
    A.a();//执行的是子类方法
    A.b();//会报错，因为父类没有方法b
    (子类)A.b();//支持，把A强制转换为子类

### 4.3多态详解 ###

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**面向对象的三大特性**：封装、继承、多态。从一定角度来看，封装和继承几乎都是为多态而准备的。这是我们最后一个概念，也是最重要的知识点。

**多态的定义**：指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。（发送消息就是函数调用）

**实现多态的技术称为**：动态绑定（dynamic binding），是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。

**多态的作用**：消除类型之间的耦合关系。

现实中，关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 F1 键这个动作，如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

### 4.4多态的好处： ###

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1.**可替换性**（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。

2.**可扩充性**（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。

3.**接口性**（interface-ability）。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完善或者覆盖这两个接口方法。

4.**灵活性**（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。

5.**简化性**（simplicity）。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

**Java中多态的实现方式**：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。

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#### 经典实例： ####

public class A {  
        public String show(D obj) {  
            return ("A and D");  
        }  
      
        public String show(A obj) {  
            return ("A and A");  
        }   
      
    }  
      
    public class B extends A{  
        public String show(B obj){  
            return ("B and B");  
        }  
          
        public String show(A obj){  
            return ("B and A");  
        }   
    }  
      
    public class C extends B{  
      
    }  
      
    public class D extends B{  
      
    }  
      
    public class Test {  
        public static void main(String[] args) {  
            A a1 = new A();  
            A a2 = new B();  
            B b = new B();  
            C c = new C();  
            D d = new D();  
              
            System.out.println("1--" + a1.show(b));  
            System.out.println("2--" + a1.show(c));  
            System.out.println("3--" + a1.show(d));  
            System.out.println("4--" + a2.show(b));  
            System.out.println("5--" + a2.show(c));  
            System.out.println("6--" + a2.show(d));  
            System.out.println("7--" + b.show(b));  
            System.out.println("8--" + b.show(c));  
            System.out.println("9--" + b.show(d));        
        }  
    }

**运行结果：**

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