Java面向对象三大特性(封装继承多态)解释及案例

文章目录

包
- 包基本语法
- 命名规则
- 命名规范
- 导入包实例
访问修饰符
面向对象编程-封装
面向对象编程-继承
- super关键词
- super和this的比较
方法重写/覆盖 (override)
- 注意事项和使用细节
- 方法重载(overload)与重写(override)
面向对象编程-多态
- 应用场景
- 多态的具体体现
- 注意事项和细节讨论
- 多态的向上转型
- 多态的向下转型
- Java的动态绑定机制
- 多态的应用1 多态数组
- - Person.java
  - Student.java
  - Teacher.java
  - PolyArray.java
- 多态的应用2 多态参数
- 多态的应用2 多态参数

包

包的三大作用
1.区分相同名字的类
2.当类很多时,可以很好的管理类[看Java API文档]
3.控制访问范围

包基本语法

package com.hspedu;

说明:

1 package 关键字，表示打包.
2 com.hspedu: 表示包名

包的本质分析(原理)
包的本质实际上就是创建不同的文件夹/目录来保存类文件，画出示意图。

看一个应用场景

现在有两个程序员共同开发一个java项目，程序员xiaoming希望定义一个类取名Dog，程序员xiaoqiang也想定义一个类也叫Dog.
两个程序员为此还吵了起来,怎么办? -》包

package src.use;import src.com.gzx.Dog;public class Test {public static void main(String[] args) {Dog dog = new Dog();System.out.println(dog);}
}

命名规则

只能包含数字、字母、下划线、小圆点,但不能用数字开头，不能是关键字或保留字

命名规范

一般是小写字母+小圆点一般是
com.公司名.项目名业务模块名
比如: com.hspedu.oa.model; com.hspedu.oa.controller;

举例:

com.sina.crm.user //用户模块
com.sina.crm.order //订单模块
com.sina.crm.utils //工具类

常用的包

一个包下，包含很多的类, java中常用的包有:

java.lang.*   //lang包是基本包，默认引入，不需要再引入.
java.util.*     //util包，系统提供的工具包，工具类，使用Scanner
java.net.*        //网络包，网络开发
java.awt.*           //是做java的界面开发，GUI

比如System.out.println(Math.abs(-1)); 并不需要咱们手动导入import java.lang.Math.*;

导入包实例

package src.use;// 我们需要使用到哪个类，就导入哪个类即可，不建议使用*导入
import java.util.Arrays;public class Test {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 5, 6, 8, 2, 8, 8, 88, 7};Arrays.sort(arr);for (int i : arr) {System.out.print(i + "\t");}}
}

注意事项和使用细节

package 的作用是声明当前类所在的包需要放在class的最上面，一个类中最多只有一句package
import指令位置放在package的下面，在类定义前面，可以有多句且没有顺序要求。

访问修饰符

java提供四种访问控制修饰符号，用于控制方法和属性(成员变量)的访问权限(范围)
1.公开级别: 用public 修饰,对外公开
2.受保护级别: 用protected修饰,对子类和同一个包中的类公开
3.默认级别: 没有修饰符号,向同一个包的类公开.
4.私有级别: 用private修饰,只有类本身可以访问,不对外公开.

4种访问修饰符的访问范围

使用的注意事项

1)修饰符可以用来修饰类中的属性，成员方法以及类
2)只有默认的和public才能修饰类! ,并且遵循上述访问权限的特点。
3)因为没有学习继承，因此关于在子类中的访问权限，我们讲完子类后，在回头讲解
4)成员方法的访问规则和属性完全一样.

面向对象编程-封装

封装(encapsulation)就是把抽象出的数据[属性]和对数据的操作[方法]封装在一起，数据被保护在内部，程序的其它部分只有通过被授权的操作[方法],才能对数据进行操作。

封装的理解和好处
1)隐藏实现细节
2)可以对数据进行验证，保证安全合理

封装的实现步骤
1)将属性进行私有化private[不能直接修改属性]
2)提供一个公共的set方法，用于对属性判断并赋值

public void setXxx(类型参数名){//加入数据验证的业务逻辑属性=参数名;
}

3)提供一个公共的get方法，用于获取属性的值

public XX getXxx(){ //权限判断return XX;
}

那么在java中如何实现这种类似的控制呢?
请大家看一个小程序(Encapsulation01.java),不能随便查看人的年龄,工资等隐私，并对设置的年龄进行合理的验证。年龄合理就设置，否则给默认年龄，必须在1-120,年龄，工资不能直接查看，name的长度在 2-6之间

对所有属性设置 getXxx, setXxx方法, 限制在set方法里添加

面向对象编程-继承

继承可以解决代码复用,让我们的编程更加靠近人类思维.当多个类存在相同的属性(变量)和方法时，可以从这些类中抽象出父类，在父类中定义这些相同的属性和方法，所有的子类不需要重新定义这些属性和方法，只需要通过extends来声明继承父类即可。

继承的基本语法

class 子类 extends 父类{}

1)子类就会自动拥有父类定义的属性和方法
2)父类又叫超类，基类。
3)子类又叫派生类。

继承的深入讨论/细节问题

子类继承了所有的属性和方法，但是私有属性和方法不能在子类直接访问，要通过公共的方法去访问
子类必须调用父类的构造器完成父类的初始化
当创建子类对象时，不管使用子类的哪个构造器，默认情况下总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super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[举例说明]
如果希望指定去调用父类的某个构造器，则显式的调用一下: super(参数列表)
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)
super() 和this()都只能放在构造器第一行，因此这两个方法不能共存在一个构造器
java所有类都是Object类的子类, Object是所有类的基类
父类构造器的调用不限于直接父类!将一直往上追溯直到Object类(顶级父类)
子类最多只能继承一个父类(指直接继承)，即java中是单继承机制。
思考:如何让A类继承B类和C类? [ A 继承B, B继承C ]
不能滥用继承，子类和父类之间必须满足is-a的逻辑关系

我是A类

hahah我是B类的有参构造

我是C类的有参构造

我是C类的无参构造

super关键词

super给编程带来的便利/细节

调用父类的构造器的好处(分工明确，父类属性由父类初始化，子类的属性由子类初始化)
当子类中有和父类中的成员(属性和方法)重名时，为了访问父类的成员，必须通过super。
如果没有重名，使用super、this、直接访问是一样的效果!
使用super会跳过当前类,直接去父类查找,而this.n1或n1会先从本类找,找不到再往他们的父类找

super和this的比较

方法重写/覆盖 (override)

简单的说: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、参数一样那么我们就说子类的这个方法覆盖了父类的那个方法

注意事项和使用细节

方法重写也叫方法覆盖，需要满足下面的条件

子类的方法的参数,方法名称，要和父类方法的参数,方法名称完全一样。[演示]
子类方法的返回类型和父类方法返回类型一样，或者是父类返回类型的子类
比如父类返回类型是Object子类方法返回类型是String [演示]

public Object getInfo(){}
public String getInfo(){}

子类方法不能缩小父类方法的访问权限 [public > protected >默认> private]

void say0k() {}
public void say0k() {}

方法重载(overload)与重写(override)

面向对象编程-多态

Polymorphic

应用场景

请编写个程序，Master 类中有一个feed (喂食)方法，可以完成主人给动物喂食物的信息。

方法或对象具有多种形态。是面向对象的第3大特征，多态是建立在封装和继承基础之上的。

多态的具体体现

1.方法的多态
重写和重载就体现多态

2.对象的多态
(1)一个对象的编译类型和运行类型可以不一致
(2)编译类型在定义对象时, 就确定了, 不能改变
(3)运行类型是可以变化的.
(4)编译类型看定义时=号的左边，运行类型看=号的右边

注意事项和细节讨论

多态的前提是:两个对象(类)存在继承关系

多态的向上转型

1)本质:父类的引用指向了子类的对象

2)语法:

父类类型 引用名= new 子类类型();

3)特点:编译类型看左边，运行类型看右边。
可以调用父类中的所有成员(需遵守访问权限) ,
不能调用子类中特有成员; 因为在编译阶段，能调用哪些成员，是由编译类型来决定的
最终运行效果看子类的具体实现!

Animal.java

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

Dog.java

public class Dog extends Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("狗吃屎");}public void infect() {System.out.println("咬一口得狂犬病");}
}

Test.java

import src.com.gzx.Animal;
import src.com.gzx.Dog;public class Test {public static void main(String[] args) {Animal animal = new Dog();// 运行效果看子类(运行类型)的具体实现，即调用方法时，按照从子类(运行类型)开始查找方法animal.eat(); // 输出 狗吃屎// 因为在编译阶段，能调用哪些成员，是由编译类型来决定的// animal.infect();   //报错}
}

多态的向下转型

1)语法:

子类类型 引用名=(子类类型) 父类引用;

2)只能强转父类的引用，不能强转父类的对象
3)要求父类的引用必须指向的是当前目标类型的对象
4)当向下转型后, 可以调用子类类型中所有的成员

public class Test {public static void main(String[] args) {Animal animal = new Dog();// 运行效果看子类(运行类型)的具体实现，即调用方法时，按照从子类(运行类型)开始查找方法animal.eat(); // 输出 狗吃屎// 因为在编译阶段，能调用哪些成员，是由编译类型来决定的// animal.infect();   //报错// 如果想要调用Dod的infect()方法呢?Dog dog = (Dog) animal;dog.infect();}
}

属性没有重写之说! 属性的值看编译类型

public class Test {public static void main(String[] args) {// 属性没有重写之说! 属性的值看编译类型Base base = new Sub();// 向上转型System.out.println(base.count);// ?看编译类型 10Sub sub = new Sub();System.out.println(sub.count);//?}
}class Base {int count = 10;
}class Sub extends Base {int count = 20;
}

instanceof比较操作符，用于判断对象的运行类型是否为XX类型或XX类型的子类型

public class Test {public static void main(String[] args) {BB bb = new BB();System.out.println(bb instanceof AA);// trueSystem.out.println(bb instanceof BB);// trueAA aa = new BB();System.out.println(aa instanceof AA);// trueSystem.out.println(aa instanceof BB);// true}
}class AA {}class BB extends AA {}

Java的动态绑定机制

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
2.当调用对象属性时，没有动态绑定机制，哪里声明，那里使用

public class Test {public static void main(String[] args) {A a = new B();// 向上转型System.out.println(a.sum());// B里没有,调用父类A的, getI() + 10, getI是方法,用的B的20,+10,输出30System.out.println(a.sum1());// B里没有,调用父类A的, i+1, 属性没有动态绑定机制, 所以, 10+10=20}
}class A {// 父类public int i = 10;public int sum() {return getI() + 10;}public int sum1() {return i + 10;}public int getI() {return i;}
}class B extends A {// 子类public int i = 20;// public int sum() {//     return i + 20;// }public int getI() {return i;}// public int sum1() {//     return i + 10;// }
}

多态的应用1 多态数组

数组的定义类型为父类类型，里面保存的实际元素类型为子类类型

应用实例:现有一个继承结构如下:要求创建1个Person对象、2个Student 对象和2个Teacher对象，统一放在数组中，并调用每个对象say方法.

Person.java

package src.poly_.polyarr_;public class Person {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = 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;}public String say() {String str = name + " " + age + "岁了";return str;}
}

Student.java

package src.poly_.polyarr_;public class Student extends Person {private double score;public Student(String name, int age, double score) {super(name, age);this.score = score;}public double getScore() {return score;}public void setScore(double score) {this.score = score;}@Overridepublic String say() {return super.say() + "  Student's score = " + score;}
}

Teacher.java

package src.poly_.polyarr_;public class Teacher extends Person {private double salary;public Teacher(String name, int age, double salary) {super(name, age);this.salary = salary;}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}@Overridepublic String say() {return super.say() + "  Teacher's salary = " + salary;}
}

PolyArray.java

package src.poly_.polyarr_;public class PolyArray {// 要求创建1个Person对象、2个Student 对象和2个Teacher对象，// 统一放在数组中，并调用每个对象say方法.public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person("pp", 11);Student s1 = new Student("ss1", 1, 88.1);Student s2 = new Student("ss2", 2, 88.2);Teacher t1 = new Teacher("t1", 41, 8001);Teacher t2 = new Teacher("t2", 42, 8002);Person[] polyarr = {p1, s1, s2, t1, t2};for (Person p : polyarr) {System.out.println(p.say());}}
}

应用实例升级:如何调用子类特有的方法，比如Teacher有一个teach , Student有一个study怎么调用?

多态的应用2 多态参数

方法定义的形参类型为父类类型，实参类型允许为子类类型

应用实例1:前面的主人喂动物
应用实例2: com.hspedu.poly.polyparameter包PloyParameter.java

定义员工类Employee,包含姓名和月工资[private], 以及计算年工资getAnnual的方法。

普通员工和经理继承了员工，
经理类多了奖金bonus属性和管理manage方法，
普通员工类多了work方法，
普通员工和经理类要求分别重写getAnnual方法

测试类中添加一个方法showEmpAnnual(Employee e),实现获取任何员工对象的年工资，并在main方法中调用该方法[e.getAnnual()]

测试类中添加一个方法，testWork ,如果是普通员工，则调用work方法，如果是经理，则调用manage方法

何调用子类特有的方法，比如Teacher有一个teach , Student有一个study怎么调用?