Java面向对象(下)

Java—面向对象(下)

1.对象转型(casting)　　

1. 一个基类的引用类型变量可以“指向”其子类的对象
2. 一个基类的引用不可以访问其子类对象新增的成员（属性和方法）。
3. 可以使用引用变量instanceof类名来判断该引用型变量所指向的对象是否属于该类或该类的子类
4. 子类的对象可以当作基类的对象来使用称作向上转型（upcasting），反之称为向下转型（downcasting）
5. 一个子类的对象可以向上造型为父类的类型。即定义父类型的引用可以指向子类的对象

　　先看一个例子：

public class Person {
    String name;
    char gender;
    Person(String name,char gender){
        this.name = name;
        this.gender = gender;
    }
}
 
 
public class Student extends Person {
    double score;
    Student(String name,char gender,double score){
        super(name,gender);  //调用父类有参构造
        this.score = score;
        super.name = "Tom";
    }
     
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Student("Tom",'男',80);    //向上转型
        p.score = 100;        //编译错误，Java编译器会根据引用的类型（Person)，而不是对象的类型（Student）来检查调用的方法是否匹配。
                             //向上转型即基类引用指向子类，基类引用可以指向子类的对象，但通过父类的引用只能访问父类所定义的成员，不能访问子类扩展的部分
　　　　System.out.println(p instanceof Person);  //true
　　　　System.out.println(p instanceof Student);  //true

    }
}

 2.Object类　

　　(1)Object类位于java.lang包中，java.lang包包含着Java最基础和核心的类，在编译时会自动导入；

　　(2)Object类是所有Java类的祖先。每个类都使用 Object 作为超类。所有对象（包括数组）都实现这个类的方法。可以使用类型为Object的变量指向任意类型的对象

Object类是所有java类的根基类

如果在类的声明中未使用extends关键字致命其基类，则默认基类为Object类，也就是说

public class Person {…}等价于public classPerson extends Object {…}

　　Object类提供的方法：　

• protected Object clone()
• boolean equals(Object obj)
• protected void finalize()
• Class< > getClass()
• int hashCode()
• void notify()
• void notifyAll()
• String toString()
• void wait()
• void wait(long timeout)
• void wait(long timeout, int nanos)

　　java的任何类都继承了这些函数，并且可以覆盖不被final修饰的函数。例如，没有final修饰的toString()函数可以被覆盖，但是final wait()函数就不行。主要用的方法有toString和equals方法

　　1.toString方法　　　　

• Object类中定义有public String toString()方法，其返回值是String类型，描述当前对象的有关信息
• 在进行String与其他类型数据的链接操作时（如：System.out.print(“info”+person)），将自动调用该对象类的toString()方法
• 可以根据需要在用户自定义类型中重写toString()方法

  //测试类
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Dog d = new Dog();
          System.out.println("d: "+d);
          //等价于
           System.out.println("d: "+d.toString());
      }
  }
  
  class Dog {    
  }
  
  //输出结果：
  //d: test.Dog@2a139a55
  //d: test.Dog@2a139a55

  输出的结果就是类的对象的相关信息（即内存地址）　　

　　　如果对于Object中某些方法不满意可以自己在自己类中进行重写，例如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d = new Dog();
        System.out.println("d: "+d);
        //等价于
        System.out.println("d: "+d.toString());
    }
}
class Dog {    
    public String toString(){
        return "Dog";
    }
}
//输出结果
d: Dog
d: Dog

　　2.equals方法

　　　　Object类中定义了public boolean equals(Object obj)方法

　　　　提供定义对象是否相等的逻辑（比较的是在堆内存中的内存地址），使用格式：

x.equals(y)当x和y是同一个对象的应用时返回true，斗则返回false

　　　　注意：jdk提供的一些类，如String，Date等，重写了Object的equals方法，调用这些类的equals方法，x.equals(y)，当x和y所引用的对象是同一类对象且属性值相等时（并不一定是相同对象），返回true，否则返回false （重写了Object的equals方法的封装，比如String类对象，他们使用equals方法比较的就是属性值即成员变量的值）

　　　　可以根据需要在用户自定义类型中重写equals方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d1 = new Dog();
        Dog d2 = new Dog();
        
        System.out.println(d1 == d2);
        System.out.println(d1.equals(d2));
        
    }
}
class Dog {    
}

//输出结果：
//false
//false

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d1 = new Dog();
        Dog d2 = new Dog();
        
        System.out.println(d1 == d2);
        System.out.println(d1.equals(d2));
        
    }
}
class Dog {    
    public boolean equals(Object obj) {
        return true;
    }
}
//输出结果：
//false
//true

　　　　从上面两个例子可以看出系统方法也是可以重写的，同时可以看出“==”这个运算符，如果是引用类型比较的就是堆内存中的内存地址，如果是基本数据类型比较的是值（基本数据类型的局部变量存放在栈中），创建出来的对象的成员变量存放在堆内存的常量池中　　

　　3.hashCode方法　　　

　　　　public native int hashCode();

　　　　hash值：Java中的hashCode方法就是根据一定的规则将与对象相关的信息（比如对象的存储地址，对象的字段等）映射成一个数值，这个数值称作为散列值。

　　　　情景：考虑一种情况，当向集合中插入对象时，如何判别在集合中是否已经存在该对象了？（注意：集合中不允许重复的元素存在）。

　　　　大多数人都会想到调用equals方法来逐个进行比较，这个方法确实可行。但是如果集合中已经存在一万条数据或者更多的数据，如果采用equals方法去逐一比较，效率必然是一个问题。此时hashCode方法的作用就体现出来了，当集合要添加新的对象时，先调用这个对象的hashCode方法，得到对应的hashcode值。实际上在HashMap的具体实现中会用一个table保存已经存进去的对象的hashcode值，如果table中没有该hashcode值，它就可以直接存进去，不用再进行任何比较了；如果存在该hashcode值， 就调用它的equals方法与新元素进行比较，相同的话就不存了，不相同就散列其它的地址。

　　　　重写hashCode（）方法的基本规则：

1. 1. 在程序运行过程中，同一个对象多次调用hashCode（）方法应该返回相同的值。
   2. 当两个对象通过equals（）方法比较返回true时，则两个对象的hashCode（）方法返回相等的值。
   3. 对象用作equals（）方法比较标准的Field，都应该用来计算hashCode值。

Object本地实现的hashCode()方法计算的值是底层代码的实现，采用多种计算参数，返回的并不一定是对象的（虚拟）内存地址，具体取决于运行时库和JVM的具体实现。

public boolean equals(Object obj) {
       return (this == obj);
}　

3.动态绑定（多态）

　　Java的动态绑定又称为运行时绑定。动态绑定是指“在执行期间（而非编译其间）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”

//新建一个基类（动物类）
public class Animal {
    public String name;
    Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void eat() {
        System.out.println("吃....");
    }
}

//新建一个子类Cat继承Animal基类
public class Cat extends Animal {
    Cat(String n) {
        super(n);
    }
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼...");
    }
}

//新建一个子类Dog继承基类Animal
public class Dog extends Animal{
    Dog(String n) {
        super(n);
    }
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃屎...");
    }
}

//测试类
public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        Animal c = new Cat("catname");
        Animal d = new Dog("dogname");
        c.eat();
        d.eat();
    }
}

//输出结果：
//猫吃鱼.....
//狗吃屎.....

　　上面的例子中，根据Animal对象的引用的不同的实际类型而调用相应的eat方法　　

　　Animal c = new Cat("catname")；

　　Animal d = new Dog("dogname");

　　上面两行代码的内存分配图如下：

　　　　 　　　　

　　　　eat方法有三个，分别是animal的，dog的和cat的，动态绑定就是调用的实际new的那个方法，指向的就是那个方法。也就是c指向的实际方法应该是cat类重写的那个eat方法。在上面的对象转型中我们也讲过父类引用指向子类，但是不能访问子类新增成员，子类中重写父类方法则父类方法被覆盖，调用的就是被重写后的方法

　　　　当后期需要扩展的时候，只需要加一个扩展类，然后在test类中new一个扩展对象出来并使用对象.方法的方式引用即可，扩展性非常强

　　动态绑定有三个必要条件：1.要有继承     2.要有重写    3.父类引用指向子类对象（向上转型）

4.抽象类和final关键字

　　1.抽象类　　　

　　　　1.使用abstract关键字来修饰一个类的时候，这个类叫做抽象类；同样的，使用abstract来修饰一个方法时，这个方法叫做抽象方法。

　　　　2.含有抽象方法的类必需被声明为抽象类，抽象类必需被继承，抽象方法必需被重写。

　　　　3.抽象类不能被实例化，通过继承，然后向上转型来引用

　　　　4.抽象方法只需声明，而不需要实现

　　　　5.抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public；

　　看下面这个例子：

abstract class A{//定义一个抽象类

    public void fun(){//普通方法
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }

    public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰，方法只需要被声明不需要实现，因为抽象方法必须被重写，所以没必要实现抽象方法

}　　

public class B extends A{
    public static void main(String[] args){
        A a = new B(); //向上转型，父类引用指向子类
        a.print();
    }
    public void print(){
        System.out.println("子类重写父类的抽象方法");
    }
}

//输出结果：
//子类重写父类的抽象方法

　　2.final关键字

　　　　final修饰的变量的值不能够被改变

　　　　final修饰的方法不能够被重写

　　　　final修饰的类不能够被继承

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        T t = new T();
        t.i = 9;      //编译出错，因为变量i被final修饰，不能被修改值
        t.j = 10;   //不会报错，因为变量j没有被final修饰
    }
    
}
class T {
    final int i = 0;
    int j = 0;
}

5.Java接口

　　接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法和常量值的定义的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

　　接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类中值包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现

　　除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

　　接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。　　

　　接口定义举例：

public interface Runner {
    public static final int id = 1;
    public void start();
    public void run();
    public void stop();
}　　

　　接口特性：

• 接口可以多重实现
• 接口中声明的属性默认为public static final的；也只能是public static final的
• 接口只能定义抽象方法，而且这些方法默认为public的，也只能是public的
• 接口可以继承其他的接口，并添加新的属性和抽象方法
• 多个无关的类可以实现同一个接口
• 一个类可以实现多个无关的接口
• 与继承关系类似，接口与实现类之间存在多态性

　　定义java类的语法格式：

< modifier > class < name > [ extends < superclass > ] [ implements < interface > [ , <interface> ] * ] {
     < declarations > * 
}

　　示例：

interface Singger{
    public void sing();
}
 
class Test implements Singger{//实现Singger接口
    public static void main(String[] args){
        Test t = new Test();
        t.sing();
    }
    public void sing() {
        System.out.println("student is singing...");
    }
}
//输出结果：
//student is singing...