学习完类与对象终于认识到什么是类，什么是对象了。接下来要看的就是java的三大特征：继承、封装、多态。
一、封装（数据的隐藏）
在定义一个对象的特性的时候，有必要决定这些特性的可见性，即哪些特性对外部是可见的，哪些特性用于表示内部状态。
通常，应禁止直接访问一个对象中数据的实际表示，而应通过操作接口来访问，这称为信息隐藏。
1.1、封装的步骤
1）.使用private 修饰需要封装的成员变量。
2.）提供一个公开的方法设置或者访问私有的属性
设置 通过set方法，命名格式： set属性名（）; 属性的首字母要大写
访问 通过get方法，命名格式： get属性名（）; 属性的首字母要大写
1.2、举例
//对象不仅能再类中方法,还能在类的外部"直接"访问
public class Student{
public String name;
public void println(){
System.out.println(this.name);
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s = new Student();
s.name = "tom";
}
}
在类中一般不会把数据直接暴露在外部的,而使用private(私有)关键字把数据隐藏起来
例如:
public class Student{
private String name;
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s = new Student();
//编译报错,在类的外部不能直接访问类中的私有成员
s.name = "tom";
}
}
如果在类的外部需要访问这些私有属性,那么可以在类中提供对于的get和set方法,以便让用户在类的外部可以间接的访问到私有属性
例如:
//set负责给属性赋值
//get负责返回属性的值
public class Student{
private String name;
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public String getName(){
return this.name;
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s = new Student();
s.setName("tom");
System.out.println(s.getName());
}
}
1.3、封装的作用
1）框架
2）工具类
1.4、封装的意义
1)隐藏代码的实现细节
2)统一用户的调用接口
3)提高系统的可维护性
二、方法的重载
类中有多个方法,有着相同的方法名,但是方法的参数各不相同,这种情况被称为方法的重载。
方法的重载可以提供方法调用的灵活性。
例如:System.out.println()中的println方法,为什么可以把不同类型的参数传给这个方法?
例如:
public class Test{
public void test(String str){
}
public void test(int a){
}
}
方法重载必须满足一下条件:
1)方法名相同
2)参数列表不同(参数的类型、个数、顺序的不同)
public void test(Strig str){}
public void test(int a){}
public void test(Strig str,double d){}
public void test(Strig str){}
public void test(Strig str,double d){}
public void test(double d,Strig str){}
3)方法的返回值可以不同，也可以相同。
注:在java中,判断一个类中的俩个方法是否相同,主要参考俩个方面:方法名字和参数列表
三、继承
1)继承是类和类之间的一种关系
除此之外,类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
2)继承关系的俩个类，一个为子类(派生类),一个为父类(基类)。
子类继承父类,使用关键字extends来表示
例如:
public class student extends Person{
}
3)子类和父类之间,从意义上讲应该具有"is a"的关系.
例如:
student is a person
dog is a animal
4)类和类之间的继承是单继承
一个子类只能"直接"继承一个父类,就像是一个人只能有一个亲生父亲
一个父类可以被多子类继承,就像一个父亲可以有多个孩子
注:java中接口和接口之间,有可以继承,并且是多继承。
5)父类中的属性和方法可以被子类继承
子类中继承了父类中的属性和方法后,在子类中能不能直接使用这些属性和方法,是和这些属性和方法原有的修饰符(public protected default private)相关的。
例如:
父类中的属性和方法使用public修饰,在子类中继承后"可以直接"使用
父类中的属性和方法使用private修饰,在子类中继承后"不可以直接"使用
注:具体细则在修饰符部分详细说明
父类中的构造器是不能被子类继承的,但是子类的构造器中,会隐式的调用父类中的无参构造器(默认使用super关键字)。
注:具体细节在super关键字部分详细说明
6)Object类
java中的每一个类都是"直接" 或者 "间接"的继承了Object类.所以每一个对象都和Object类有"is a"的关系。从API文档中,可以看到任何一个类最上层的父类都是Object。(Object类本身除外)
AnyClass is a Object
例如:
System.out.println(任何对象 instanceof Object);
//输出结果:true
注:任何对象也包含数组对象
例如:
//编译后,Person类会默认继承Object
public class Person{}
//Student是间接的继承了Object
public class Student extends Person{}
在Object类中,提供了一些方法被子类继承,那么就意味着,在java中,任何一个对象都可以调用这些被继承过来的方法。(因为Object是所以类的父类)
例如:toString方法、equals方法、getClass方法等
注:Object类中的每一个方法之后都会使用到.
四、super关键字
子类继承父类之后,在子类中可以使用this来表示访问或调用子类中的属性或方法,使用super就表示访问或调用父类中的属性和方法。
4.1、super的使用
1)访问父类中的属性
例如:
public class Person{
protected String name = "zs";
}
public class Student extends Person{
private String name = "lisi";
public void tes(String name)t{
System.out.println(name);
System.out.println(this.name);
System.out.println(super.name);
}
}
2)调用父类中的方法
例如:
public class Person{
public void print(){
System.out.println("Person");
}
}
public class Student extends Person{
public void print(){
System.out.println("Student");
}
public void test(){
print();
this.print();
super.print();
}
}
3)调用父类中的构造器
例如:
public class Person{
}
public class Student extends Person{
//编译通过,子类构造器中会隐式的调用父类的无参构造器
//super();
public Student(){
}
}
例如:
public class Person{
protected String name;
public Person(String name){
this.name = name;
}
}
public class Student extends Person{
//编译报错,子类构造器中会隐式的调用父类的无参构造器,但是父类中没有无参构造器
//super();
public Student(){
}
}
例如:
public class Person{
protected String name;
public Person(String name){
this.name = name;
}
}
public class Student extends Person{
//编译通过,子类构造器中显式的调用父类的有参构造器
public Student(){
super("tom");
}
}
注:不管是显式还是隐式的父类的构造器,super语句一定要出现在子类构造器中第一行代码。所以this和super不可能同时使用其调用构造器的功能,因为它们都要出现在第一行代码位置。
例如:
public class Person{
protected String name;
public Person(String name){
this.name = name;
}
}
public class Student extends Person{
//编译报错,super调用构造器的语句不是第一行代码
public Student(){
System.out.println("Student");
super("tom");
}
}
例如:
public class Person{
protected String name;
public Person(String name){
this.name = name;
}
}
//编译通过
public class Student extends Person{
private int age;
public Student(){
this(20);
}
public Student(int age){
super("tom");
this.age = age;
}
}
4.2、super使用的注意的地方
1）用super调用父类构造方法，必须是构造方法中的第一个语句。
2）super只能出现在子类的方法或者构造方法中。
3）super 和 this 不能够同时调用构造方法。（因为this也是在构造方法的第一个语句）
4.3、super 和 this 的区别
1）代表的事物不一样:
this：代表所属方法的调用者对象。
super：代表父类对象的引用空间。
2）使用前提不一致：
this：在非继承的条件下也可以使用。
super：只能在继承的条件下才能使用。
3）调用构造方法：
this：调用本类的构造方法。
super：调用的父类的构造方法
五、方法重写（方法覆盖）
1)方法重写只存在于子类和父类(包括直接父类和间接父类)之间。在同一个类中方法只能被重载，不能被重写.
2)静态方法不能重写
a. 父类的静态方法不能被子类重写为非静态方法 //编译出错
b. 父类的非静态方法不能被子类重写为静态方法；//编译出错
c. 子类可以定义与父类的静态方法同名的静态方法(但是这个不是覆盖)
例如:
A类继承B类 A和B中都一个相同的静态方法test
B a = new A();
a.test();//调用到的是B类中的静态方法test
A a = new A();
a.test();//调用到的是A类中的静态方法test
可以看出静态方法的调用只和变量声明的类型相关
这个和非静态方法的重写之后的效果完全不同
3)私有方法不能被子类重写
子类继承父类后,是不能直接访问父类中的私有方法的,那么就更谈不上重写了。
例如:
public class Person{
private void run(){}
}
//编译通过,但这不是重写,只是俩个类中分别有自己的私有方法
public class Student extends Person{
private void run(){}
}
4)重写的语法
1.方法名必须相同
2.参数列表必须相同
3.访问控制修饰符可以被扩大,但是不能被缩小
public protected default private
4.抛出异常类型的范围可以被缩小,但是不能被扩大
ClassNotFoundException ---> Exception
5.返回类型可以相同,也可以不同,如果不同的话,子类重写后的方法返回类型必须是父类方法返回类型的子类型
例如:父类方法的返回类型是Person,子类重写后的返回类可以是Person也可以是Person的子类型
注:一般情况下,重写的方法会和父类中的方法的声明完全保持一致,只有方法的实现不同。(也就是大括号中代码不一样)
例如:
public class Person{
public void run(){}
protected Object test()throws Exception{
return null;
}
}
//编译通过,子类继承父类,重写了run和test方法.
public class Student extends Person{
public void run(){}
public String test(){
return "";
}
}
5)为什么要重写
子类继承父类,继承了父类中的方法,但是父类中的方法并不一定能满足子类中的功能需要,所以子类中需要把方法进行重写。
6）总结：
方法重写的时候，必须存在继承关系。
方法重写的时候，方法名和形式参数 必须跟父类是一致的。
方法重写的时候，子类的权限修饰符必须要大于或者等于父类的权限修饰符。( private < protected < public，friendly < public )
方法重写的时候，子类的返回值类型必须小于或者等于父类的返回值类型。( 子类 < 父类 ) 数据类型没有明确的上下级关系
方法重写的时候，子类的异常类型要小于或者等于父类的异常类型。
六、多态
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。
相同类域的不同对象,调用相同的方法,执行结果是不同的
1)一个对象的实际类型是确定的
例如: new Student(); new Person();等
2)可以指向对象的引用的类型有很多
一个对象的实现类型虽然是确定的,但是这个对象所属的类型可能有很多种。
例如: Student继承了Person类
Student s1 = new Student();
Person s2 = new Student();
Object s3 = new Student();
因为Person和Object都是Student的父类型
注:一个对象的实际类型是确定,但是可以指向这个对象的引用的类型,却是可以是这对象实际类型的任意父类型。
3)一个父类引用可以指向它的任何一个子类对象
例如:
Object o = new AnyClass();
Person p = null;
p = new Student();
p = new Teacher();
p = new Person();
4)多态中的方法调用
例如:
public class Person{
public void run(){}
}
public class Student extends Person{
}
//调用到的run方法,是Student从Person继承过来的run方法
main:
Person p = new Student();
p.run();
例如:
public class Person{
public void run(){}
}
public class Student extends Person{
public void run(){
//重写run方法
}
}
//调用到的run方法,是Student中重写的run方法
main:
Person p = new Student();
p.run();
注:子类继承父类,调用a方法,如果a方法在子类中没有重写,那么就是调用的是子类继承父类的a方法,如果重写了,那么调用的就是重写之后的方法。
5)子类中独有方法的调用
例如:
public class Person{
public void run(){}
}
public class Student extends Person{
public void test(){
}
}
main:
Person p = new Student();
//调用到继承的run方法
p.run();
//编译报错,因为编译器检查变量p的类型是Person,但是在Person类中并没有发现test方法,所以编译报错.
p.test();
注:一个变量x,调用一个方法test,编译器是否能让其编译通过,主要是看声明变量x的类型中有没有定义test方法,如果有则编译通过,如果没有则编译报错.而不是看x所指向的对象中有没有test方法.
原理：编译看左边，运行不一定看右边。
编译看左边的意思：java 编译器在编译的时候会检测引用类型中含有指定的成员，如果没有就会报错。子类的成员是特有的，父类的没有的，所以他是找不到的。
6)子类引用和父类引用指向对象的区别
Student s = new Student();
Person p = new Student();
变量s能调用的方法是Student中有的方法(包括继承过来的),变量p能调用的方法是Person中有的方法(包括继承过来的)。
但是变量p是父类型的,p不仅可以指向Student对象,还可以指向Teacher类型对象等,但是变量s只能指向Studnet类型对象,及Student子类型对象。变量p能指向对象的范围是比变量s大的。
Object类型的变量o,能指向所有对象,它的范围最大,但是使用变量o能调用到的方法也是最少的,只能调用到Object中的声明的方法,因为变量o声明的类型就是Object.
注:java中的方法调用,是运行时动态和对象绑定的,不到运行的时候,是不知道到底哪个方法被调用的。
7)重写、重载和多态的关系
重载是编译时多态
调用重载的方法,在编译期间就要确定调用的方法是谁,如果不能确定则编译报错
重写是运行时多态
调用重写的方法,在运行期间才能确定这个方法到底是哪个对象中的。这个取决于调用方法的引用,在运行期间所指向的对象是谁,这个引用指向哪个对象那么调用的就是哪个对象中的方法。(java中的方法调用,是运行时动态和对象绑定的)
8)多态的注意事项
多态情况下，父类 和 子类存在同名的成员变量，无论是静态的还是非静态的变量，默认访问的是父类中的成员变量。
多态情况下，父类 和 子类存在同名的非静态方法，访问的是子类的非静态方法。
多态情况下，父类 和子类存在同名的静态方法，访问的是父类的静态方法。
多态情况下，不能访问子类特有的属性、方法。
多态满足的条件：必须要有继承关系。
多态情况下，子类 和 父类如果存在同名的成员，访问的都是父类，除了同名的非静态变量访问的才是子类。
9）多态存在的条件
1)有继承关系
2)子类重写父类方法
3)父类引用指向子类对象
补充一下第二点，既然多态存在必须要有“子类重写父类方法”这一条件，那么以下三种类型的方法是没有办法表现出多态特性的（因为不能被重写）：
1)static方法，因为被static修饰的方法是属于类的，而不是属于实例的
2)final方法，因为被final修饰的方法无法被子类重写
3)private方法和protected方法，前者是因为被private修饰的方法对子类不可见，后者是因为尽管被protected修饰的方法可以被子类见到，也可以被子类重写，但是它是无法被外部所引用的，一个不能被外部引用的方法，怎么能谈多态呢
七、instanceof和类型转换
7.1、instanceof
public class Person{
public void run(){}
}
public class Student extends Person{
}
public class Teacher extends Person{
}
例如:
main:
Object o = new Student();
System.out.println(o instanceof Student);//true
System.out.println(o instanceof Person);//true
System.out.println(o instanceof Object);//true
System.out.println(o instanceof Teacher);//false
System.out.println(o instanceof String);//false
---------------------------
Person o = new Student();
System.out.println(o instanceof Student);//true
System.out.println(o instanceof Person);//true
System.out.println(o instanceof Object);//true
System.out.println(o instanceof Teacher);//false
//编译报错
System.out.println(o instanceof String);
---------------------------
Student o = new Student();
System.out.println(o instanceof Student);//true
System.out.println(o instanceof Person);//true
System.out.println(o instanceof Object);//true
//编译报错
System.out.println(o instanceof Teacher);
//编译报错
System.out.println(o instanceof String);
注1:
System.out.println(x instanceof Y);
该代码能否编译通过,主要是看声明变量x的类型和Y是否存在子父类的关系.有"子父类关"系就编译通过,没有子父类关系就是编译报错.
之后学习到的接口类型和这个是有点区别的。
注2:
System.out.println(x instanceof Y);
输出结果是true还是false,主要是看变量x所指向的对象实际类型是不是Y类型的"子类型".
例如:
main:
Object o = new Person();
System.out.println(o instanceof Student);//false
System.out.println(o instanceof Person);//true
System.out.println(o instanceof Object);//true
System.out.println(o instanceof Teacher);//false
System.out.println(o instanceof String);//false
7.2、类型转换
public class Person{
public void run(){}
}
public class Student extends Person{
public void go(){}
}
public class Teacher extends Person{
}
1)为什么要类型转换
//编译报错,因为p声明的类型Person中没有go方法
Person p = new Student();
p.go();
//需要把变量p的类型进行转换
Person p = new Student();
Student s = (Student)p;
s.go();
或者
//注意这种形式前面必须要俩个小括号
((Student)p).go();
2)类型转换中的问题
//编译通过 运行没问题
Object o = new Student();
Person p = (Person)o;
//编译通过 运行没问题
Object o = new Student();
Student s = (Student)o;
//编译通过,运行报错
Object o = new Teacher();
Student s = (Student)o;
即:
X x = (X)o;
运行是否报错,主要是变量o所指向的对象实现类型,是不是X类型的子类型,如果不是则运行就会报错。