10-继承&抽象类

教程 阿布都的都 ⋅ 于 2023-01-06 10:34:00 ⋅ 556 阅读

1. 继承

1.1 继承的实现

  • 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

  • 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
    • 避免为了使用类的某个功能而去继承该类。

1.3. Java中继承的特点

  • Java中继承的特点

    1. Java中类只支持单继承,不支持多继承。避免多继承产生的调用不明确。
      • 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

在子类方法中访问一个变量,采用的是就近原则。

  1. 子类局部范围找
  2. 子类成员范围找
  3. 父类成员范围找
  4. 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 extends Fu {
      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

  • 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(参数) - 根据参数的匹配访问本类构造方法
    • super(参数) - 根据参数的匹配访问父类构造方法

2.3 继承中构造方法的访问特点

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

继承中,构造方法是不存在继承的概念的。但是可以使用super关键字访问父类的构造;而且也必须去访问,因为要保证父类的数据优先初始化。

2.4 继承中成员方法的访问特点

通过子类对象访问一个方法

  1. 子类成员范围找
  2. 父类成员范围找
  3. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.5 super内存图

  • 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

file

2.6 方法重写

  • 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

  • 方法重写的注意事项
  1. 私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)
  2. 子类方法访问权限不能更低(public > 默认 > 私有)
  3. 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*/
    @Override
    private 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 */
    @Override
    private 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 */
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }
}

2.8 权限修饰符

file

2.9 static

static 关键字是一个修饰符,表示静态的。用来声明同一类对象的共享资源。

static修饰的成员特点:

1、随着类的加载而加载,优先于对象存在。静态成员也只初始化一次。

2、被static修饰的成员属于类,被类的所有对象所共享。所以,类名.调用静态成员

下面从static的使用场景分别解释:

1、静态成员变量

public class Student {
    // 静态成员变量
    public static String schoolName;

    // 非静态成员变量
    private String name;
    private int age;
}

static 关键字修饰成员变量,这样的成员变量称为静态成员变量,或类变量。

静态成员变量是属于类的,也就是说,该成员变量并不属于某个对象,即使有多个该类的对象实例,静态成员变量也只有一个。只要静态成员变量所在的类被加载,这个静态成员变量就会被分配内存空间。

因此,访问静态成员变量时,通常采用“类名 . 静态变量名”的方式,当然,也可以通过“对象名 . 静态变量名”的方式,但是不建议。

2、静态成员方法

public class Student {
    public static String schoolName;

    // 静态成员方法
    public static String getSchoolName() {
        return Student.schoolName;
    }
}

与静态成员变量类似,静态成员方法是类方法,它属于类本身而不属于某个对象。

因此静态成员方法不需要创建对象就可以被调用,而非静态成员方法则需要通过对象来调用。

注意:

在静态成员方法中不能使用 this、super 关键字,也不能调用非静态成员方法,同时不能引用非静态成员变量。

3、静态代码块

public class Student {
    public static String schoolName;

    // 静态代码块
    static {
        Student.schoolName = "海牛小学";
    }
}

static 代码块又称为静态代码块。它是在类中独立于成员方法的代码块。

静态代码块不需要程序主动调用,随着类的加载而执行,因此在静态代码块中通常可以做一些初始化工作。

4、静态内部类(后续课程中讲解)

在 Java 中还支持用 static 修饰的内部类,称为静态内部类。

3.抽象类

3.1抽象类的概述

​ 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

  • 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

  • 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(){}
    // 抽象方法
      public abstract void eat();
    }
    • 猫类
    public class Cat extends Animal {
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("猫吃鱼");
      }
    }
    • 狗类
    public class Dog extends Animal {
      @Override
      public 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();
    }

3.5 final

  • 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
      }

4.代码块

4.1代码块概述

在Java中,使用 { } 括起来的代码被称为代码块

4.2代码块分类

  • 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");
        }
    }
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