12-Java 继承抽象类代码块(详解~)

文章目录

1. 继承
- 1.1 继承的实现（掌握）
- 1.2 继承的好处和弊端（理解）
- 1.3. Java中继承的特点（掌握）
2. 继承中的成员访问特点
- 2.1 继承中变量的访问特点（掌握）
- 2.2 super（掌握）
- 2.3 继承中构造方法的访问特点（理解）
- 2.4 继承中成员方法的访问特点（掌握）
- 2.5 super内存图（理解）
- 2.6 方法重写（掌握）
- 2.7 方法重写的注意事项（掌握）
- 2.8 权限修饰符 (理解)
- 2.9 信息管理系统使用继承改进 (掌握)
3.抽象类
- 3.1抽象类的概述（理解）
- 3.2抽象类的特点（记忆）
- 3.3抽象类的案例（应用）
- 3.4模板设计模式
- 3.5final（应用）
- 3.6 信息管理系统使用抽象类改进 (应用)
4.代码块
- 4.1代码块概述 (理解)
- 4.2代码块分类 (理解)
- 4.3信息管理系统使用代码块改进 (应用)

1. 继承

1.1 继承的实现（掌握）

继承的概念
- 继承是面向对象三大特征之一，可以使得子类具有父类的属性和方法，还可以在子类中重新定义，以及追加属性和方法
实现继承的格式
- 继承通过extends实现
- 格式：class 子类 extends 父类 { }
  - 举例：class Dog extends Animal { }
继承带来的好处
- 继承可以让类与类之间产生关系，子父类关系，产生子父类后，子类则可以使用父类中非私有的成员。

示例代码

public class Fu {public void show() {System.out.println("show方法被调用");}
}
public class Zi extends Fu {public void method() {System.out.println("method方法被调用");}
}
public class Demo {public static void main(String[] args) {//创建对象，调用方法Fu f = new Fu();f.show();Zi z = new Zi();z.method();z.show();}
}

1.2 继承的好处和弊端（理解）

继承好处
- 提高了代码的复用性(多个类相同的成员可以放到同一个类中)
- 提高了代码的维护性(如果方法的代码需要修改，修改一处即可)
继承弊端
- 继承让类与类之间产生了关系，类的耦合性增强了，当父类发生变化时子类实现也不得不跟着变化，削弱了子类的独立性
继承的应用场景：
- 使用继承，需要考虑类与类之间是否存在is…a的关系，不能盲目使用继承
  - is…a的关系：谁是谁的一种，例如：老师和学生是人的一种，那人就是父类，学生和老师就是子类

1.3. Java中继承的特点（掌握）

Java中继承的特点
1. Java中类只支持单继承，不支持多继承
  - 错误范例：class A extends B, C { }
2. Java中类支持多层继承

多层继承示例代码：

public class Granddad {public void drink() {System.out.println("爷爷爱喝酒");}}public class Father extends Granddad {public void smoke() {System.out.println("爸爸爱抽烟");}}public class Mother {public void dance() {System.out.println("妈妈爱跳舞");}}
public class Son extends Father {// 此时，Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法
}

2. 继承中的成员访问特点

2.1 继承中变量的访问特点（掌握）

在子类方法中访问一个变量，采用的是就近原则。

子类局部范围找
子类成员范围找
父类成员范围找
如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

示例代码

class Fu {int num = 10;
}
class Zi {int num = 20;public void show(){int num = 30;System.out.println(num);}
}
public class Demo1 {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();z.show();  // 输出show方法中的局部变量30}
}

2.2 super（掌握）

this&super关键字：
- this：代表本类对象的引用
- super：代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)
this和super的使用分别
- 成员变量：
  - this.成员变量 - 访问本类成员变量
  - super.成员变量 - 访问父类成员变量
- 成员方法：
  - this.成员方法 - 访问本类成员方法
  - super.成员方法 - 访问父类成员方法
构造方法：
- this(…) - 访问本类构造方法
- super(…) - 访问父类构造方法

2.3 继承中构造方法的访问特点（理解）

注意：子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法

子类会继承父类中的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化，原因在于，每一个子类构造方法的第一条语句默认都是：super()

问题：如果父类中没有无参构造方法，只有带参构造方法，该怎么办呢？

1. 通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法
2. 子类通过this去调用本类的其他构造方法,本类其他构造方法再通过super去手动调用父类的带参的构造方法注意: this(…)super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句，并且二者不能共存

2.4 继承中成员方法的访问特点（掌握）

通过子类对象访问一个方法

子类成员范围找
父类成员范围找
如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.5 super内存图（理解）

对象在堆内存中，会单独存在一块super区域，用来存放父类的数据

2.6 方法重写（掌握）

1、方法重写概念
- 子类出现了和父类中一模一样的方法声明（方法名一样，参数列表也必须一样）
2、方法重写的应用场景
- 当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容
3、Override注解
- 用来检测当前的方法，是否是重写的方法，起到【校验】的作用

2.7 方法重写的注意事项（掌握）

方法重写的注意事项

私有方法不能被重写 (父类私有成员子类是不能继承的)
子类方法访问权限不能更低 (public > 默认 > 私有)
静态方法不能被重写,如果子类也有相同的方法,并不是重写的父类的方法

示例代码

public class Fu {private void show() {System.out.println("Fu中show()方法被调用");}void method() {System.out.println("Fu中method()方法被调用");}
}public class Zi extends Fu {/* 编译【出错】，子类不能重写父类私有的方法*/@Overrideprivate void show() {System.out.println("Zi中show()方法被调用");}/* 编译【出错】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */@Overrideprivate void method() {System.out.println("Zi中method()方法被调用");}/* 编译【通过】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */@Overridepublic void method() {System.out.println("Zi中method()方法被调用");}
}

2.8 权限修饰符 (理解)

2.9 信息管理系统使用继承改进 (掌握)

需求

把学生类和老师类共性的内容向上抽取,抽取到出一个 Person 父类,让学生类和老师类继承 Person 类
实现步骤
1. 抽取Person类
2. 优化StudentController类中，inputStudentInfo方法，将setXxx赋值方式，改进为构造方法初始化
  
  注意：直接修改这种操作方式，不符合我们开发中的一个原则
  
  开闭原则 ( 对扩展开放对修改关闭 ) : 尽量在不更改原有代码的前提下以完成需求
  
  解决：重新创建一个OtherStudentController类
  
  编写新的inputStudentInfo方法
3. 根据StudentController类、OtherStudentController类，向上抽取出BaseStudentController类
  再让StudentController类、OtherStudentController类，继承BaseStudentController类

代码实现

Person类及学生类和老师类

public class Person {private String id;private String name;private String age;private String birthday;public Person() {}public Person(String id, String name, String age, String birthday) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;this.birthday = birthday;}public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getAge() {return age;}public void setAge(String age) {this.age = age;}public String getBirthday() {return birthday;}public void setBirthday(String birthday) {this.birthday = birthday;}
}
// Student类
public class Student extends Person {public Student() {}public Student(String id, String name, String age, String birthday) {super(id, name, age, birthday);}
}
// Teacher类
public class Teacher extends Person {public Teacher() {}public Teacher(String id, String name, String age, String birthday) {super(id, name, age, birthday);}
}

BaseStudentController类

public abstract class BaseStudentController {// 业务员对象private StudentService studentService = new StudentService();private Scanner sc = new Scanner(System.in);// 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单public void start() {//Scanner sc = new Scanner(System.in);studentLoop:while (true) {System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------");System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生  2.删除学生  3.修改学生  4.查看学生  5.退出");String choice = sc.next();switch (choice) {case "1":// System.out.println("添加");addStudent();break;case "2":// System.out.println("删除");deleteStudentById();break;case "3":// System.out.println("修改");updateStudent();break;case "4":// System.out.println("查询");findAllStudent();break;case "5":System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!");break studentLoop;default:System.out.println("您的输入有误, 请重新输入");break;}}}// 修改学生方法public void updateStudent() {String updateId = inputStudentId();Student newStu = inputStudentInfo(updateId);studentService.updateStudent(updateId, newStu);System.out.println("修改成功!");}// 删除学生方法public void deleteStudentById() {String delId = inputStudentId();// 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生studentService.deleteStudentById(delId);// 4. 提示删除成功System.out.println("删除成功!");}// 查看学生方法public void findAllStudent() {// 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组Student[] stus = studentService.findAllStudent();// 2. 判断数组的内存地址, 是否为nullif (stus == null) {System.out.println("查无信息, 请添加后重试");return;}// 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日");for (int i = 0; i < stus.length; i++) {Student stu = stus[i];if (stu != null) {System.out.println(stu.getId() + "\t" + stu.getName() + "\t" + stu.getAge() + "\t\t" + stu.getBirthday());}}}// 添加学生方法public void addStudent() {// StudentService studentService = new StudentService();// 1. 键盘接收学生信息String id;while (true) {System.out.println("请输入学生id:");id = sc.next();boolean flag = studentService.isExists(id);if (flag) {System.out.println("学号已被占用, 请重新输入");} else {break;}}Student stu = inputStudentInfo(id);// 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法boolean result = studentService.addStudent(stu);// 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功\失败if (result) {System.out.println("添加成功");} else {System.out.println("添加失败");}}// 键盘录入学生idpublic String inputStudentId() {String id;while (true) {System.out.println("请输入学生id:");id = sc.next();boolean exists = studentService.isExists(id);if (!exists) {System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:");} else {break;}}return id;}// 键盘录入学生信息// 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭public Student inputStudentInfo(String id){return null;}
}

StudentController类

public class StudentController extends BaseStudentController {private Scanner sc = new Scanner(System.in);// 键盘录入学生信息// 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭@Overridepublic Student inputStudentInfo(String id) {System.out.println("请输入学生姓名:");String name = sc.next();System.out.println("请输入学生年龄:");String age = sc.next();System.out.println("请输入学生生日:");String birthday = sc.next();Student stu = new Student();stu.setId(id);stu.setName(name);stu.setAge(age);stu.setBirthday(birthday);return stu;}
}

OtherStudentController类

public class OtherStudentController extends BaseStudentController {private Scanner sc = new Scanner(System.in);// 键盘录入学生信息// 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭@Overridepublic Student inputStudentInfo(String id) {System.out.println("请输入学生姓名:");String name = sc.next();System.out.println("请输入学生年龄:");String age = sc.next();System.out.println("请输入学生生日:");String birthday = sc.next();Student stu = new Student(id,name,age,birthday);return stu;}
}

3.抽象类

3.1抽象类的概述（理解）

当我们在做子类共性功能抽取时，有些方法在父类中并没有具体的体现，这个时候就需要抽象类了！

在Java中，一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类！

3.2抽象类的特点（记忆）

抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰

//抽象类的定义
public abstract class 类名 {}//抽象方法的定义
public abstract void eat();

抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
抽象类不能实例化
抽象类可以有构造方法
抽象类的子类

要么重写抽象类中的所有抽象方法

要么是抽象类

3.3抽象类的案例（应用）

案例需求

定义猫类(Cat)和狗类(Dog)

猫类成员方法：eat（猫吃鱼）drink（喝水…）

狗类成员方法：eat（狗吃肉）drink（喝水…）
实现步骤
1. 猫类和狗类中存在共性内容，应向上抽取出一个动物类（Animal）
2. 父类Animal中，无法将 eat 方法具体实现描述清楚，所以定义为抽象方法
3. 抽象方法需要存活在抽象类中，将Animal定义为抽象类
4. 让 Cat 和 Dog 分别继承 Animal，重写eat方法
5. 测试类中创建 Cat 和 Dog 对象，调用方法测试

代码实现

动物类

public abstract class Animal {public void drink(){System.out.println("喝水");}public Animal(){}public abstract void eat();
}

猫类

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

狗类

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

测试类

public static void main(String[] args) {Dog d = new Dog();d.eat();d.drink();Cat c = new Cat();c.drink();c.eat();//Animal a = new Animal();//a.eat();}

3.4模板设计模式

设计模式

设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。
模板设计模式

把抽象类整体就可以看做成一个模板，模板中不能决定的东西定义成抽象方法
让使用模板的类（继承抽象类的类）去重写抽象方法实现需求
模板设计模式的优势

模板已经定义了通用结构，使用者只需要关心自己需要实现的功能即可

示例代码

模板类

/*作文模板类*/
public abstract class CompositionTemplate {public final void write(){System.out.println("<<我的爸爸>>");body();System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸");}public abstract void body();
}

实现类A

public class Tom extends CompositionTemplate {@Overridepublic void body() {System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中, " +"那天爸爸骑车接我放学回家,我的脚卡在了自行车链当中, 爸爸蹬不动,他就站起来蹬...");}
}

实现类B

public class Tony extends CompositionTemplate {@Overridepublic void body() {}/*public void write(){}*/
}

测试类

public class Test {public static void main(String[] args) {Tom t = new Tom();t.write();}
}

3.5final（应用）

fianl关键字的作用
- final代表最终的意思，可以修饰成员方法，成员变量，类
final修饰类、方法、变量的效果
- fianl修饰类：该类不能被继承（不能有子类，但是可以有父类）
- final修饰方法：该方法不能被重写
- final修饰变量：表明该变量是一个常量，不能再次赋值
  - 变量是基本类型,不能改变的是值
  - 变量是引用类型,不能改变的是地址值,但地址里面的内容是可以改变的
  - 举例
```
public static void main(String[] args){final Student s = new Student(23);s = new Student(24);  // 错误s.setAge(24);  // 正确
}
```

3.6 信息管理系统使用抽象类改进 (应用)

需求
1. 使用抽象类的思想，将BaseStudentController 中的 inputStudentInfo 方法，定义为抽象方法
2. 将不希望子类重写的方法，使用 final 进行修饰

代码实现

BaseStudentController类

public abstract class BaseStudentController {// 业务员对象private StudentService studentService = new StudentService();private Scanner sc = new Scanner(System.in);// 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单public final void start() {//Scanner sc = new Scanner(System.in);studentLoop:while (true) {System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------");System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生  2.删除学生  3.修改学生  4.查看学生  5.退出");String choice = sc.next();switch (choice) {case "1":// System.out.println("添加");addStudent();break;case "2":// System.out.println("删除");deleteStudentById();break;case "3":// System.out.println("修改");updateStudent();break;case "4":// System.out.println("查询");findAllStudent();break;case "5":System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!");break studentLoop;default:System.out.println("您的输入有误, 请重新输入");break;}}}// 修改学生方法public final void updateStudent() {String updateId = inputStudentId();Student newStu = inputStudentInfo(updateId);studentService.updateStudent(updateId, newStu);System.out.println("修改成功!");}// 删除学生方法public final void deleteStudentById() {String delId = inputStudentId();// 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生studentService.deleteStudentById(delId);// 4. 提示删除成功System.out.println("删除成功!");}// 查看学生方法public final void findAllStudent() {// 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组Student[] stus = studentService.findAllStudent();// 2. 判断数组的内存地址, 是否为nullif (stus == null) {System.out.println("查无信息, 请添加后重试");return;}// 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日");for (int i = 0; i < stus.length; i++) {Student stu = stus[i];if (stu != null) {System.out.println(stu.getId() + "\t" + stu.getName() + "\t" + stu.getAge() + "\t\t" + stu.getBirthday());}}}// 添加学生方法public final void addStudent() {// StudentService studentService = new StudentService();// 1. 键盘接收学生信息String id;while (true) {System.out.println("请输入学生id:");id = sc.next();boolean flag = studentService.isExists(id);if (flag) {System.out.println("学号已被占用, 请重新输入");} else {break;}}Student stu = inputStudentInfo(id);// 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法boolean result = studentService.addStudent(stu);// 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功\失败if (result) {System.out.println("添加成功");} else {System.out.println("添加失败");}}// 键盘录入学生idpublic String inputStudentId() {String id;while (true) {System.out.println("请输入学生id:");id = sc.next();boolean exists = studentService.isExists(id);if (!exists) {System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:");} else {break;}}return id;}// 键盘录入学生信息// 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭public abstract Student inputStudentInfo(String id);
}

4.代码块

4.1代码块概述 (理解)

在Java中，使用 { } 括起来的代码被称为代码块

4.2代码块分类 (理解)

局部代码块

位置: 方法中定义
作用: 限定变量的生命周期，及早释放，提高内存利用率

示例代码

public class Test {/*局部代码块位置：方法中定义作用：限定变量的生命周期，及早释放，提高内存利用率*/public static void main(String[] args) {{int a = 10;System.out.println(a);}// System.out.println(a);}
}

构造代码块

位置: 类中方法外定义
特点: 每次构造方法执行的时，都会执行该代码块中的代码，并且在构造方法执行前执行
作用: 将多个构造方法中相同的代码，抽取到构造代码块中，提高代码的复用性

示例代码

public class Test {/*构造代码块:位置：类中方法外定义特点：每次构造方法执行的时，都会执行该代码块中的代码，并且在构造方法执行前执行作用：将多个构造方法中相同的代码，抽取到构造代码块中，提高代码的复用性*/public static void main(String[] args) {Student stu1 = new Student();Student stu2 = new Student(10);}
}class Student {{System.out.println("好好学习");}public Student(){System.out.println("空参数构造方法");}public Student(int a){System.out.println("带参数构造方法...........");}
}

静态代码块

位置: 类中方法外定义
特点: 需要通过static关键字修饰，随着类的加载而加载，并且只执行一次
作用: 在类加载的时候做一些数据初始化的操作

示例代码

public class Test {/*静态代码块:位置：类中方法外定义特点：需要通过static关键字修饰，随着类的加载而加载，并且只执行一次作用：在类加载的时候做一些数据初始化的操作*/public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person();Person p2 = new Person(10);}
}class Person {static {System.out.println("我是静态代码块, 我执行了");}public Person(){System.out.println("我是Person类的空参数构造方法");}public Person(int a){System.out.println("我是Person类的带...........参数构造方法");}
}

4.3信息管理系统使用代码块改进 (应用)

需求

使用静态代码块，初始化一些学生数据
实现步骤
1. 在StudentDao类中定义一个静态代码块，用来初始化一些学生数据
2. 将初始化好的学生数据存储到学生数组中

示例代码

StudentDao类

public class StudentDao {// 创建学生对象数组private static Student[] stus = new Student[5];static {Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11");Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11");stus[0] = stu1;stus[1] = stu2;}// 添加学生方法public boolean addStudent(Student stu) {// 2. 添加学生到数组//2.1 定义变量index为-1，假设数组已经全部存满，没有null的元素int index = -1;//2.2 遍历数组取出每一个元素，判断是否是nullfor (int i = 0; i < stus.length; i++) {Student student = stus[i];if(student == null){index = i;//2.3 如果为null，让index变量记录当前索引位置，并使用break结束循环遍历break;}}// 3. 返回是否添加成功的boolean类型状态if(index == -1){// 装满了return false;}else{// 没有装满, 正常添加, 返回truestus[index] = stu;return true;}}// 查看学生方法public Student[] findAllStudent() {return stus;}public void deleteStudentById(String delId) {// 1. 查找id在容器中所在的索引位置int index = getIndex(delId);// 2. 将该索引位置,使用null元素进行覆盖stus[index] = null;}public int getIndex(String id){int index = -1;for (int i = 0; i < stus.length; i++) {Student stu = stus[i];if(stu != null && stu.getId().equals(id)){index = i;break;}}return index;}public void updateStudent(String updateId, Student newStu) {// 1. 查找updateId, 在容器中的索引位置int index = getIndex(updateId);// 2. 将该索引位置, 使用新的学生对象替换stus[index] = newStu;}
}