Java基礎(chǔ)-封裝和繼承
一. 封裝
那封裝是什么呢？
在面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計(jì)方法中，封裝（英語(yǔ)：Encapsulation）是指一種將抽象性函式接口的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)部分包裝、隱藏起來(lái)的方法。
1.1 封裝的目的
- 直接通過(guò)操控類對(duì)象來(lái)達(dá)到目的，不需要對(duì)具體實(shí)現(xiàn)十分了解，使類屬性和方法的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)外不可見(jiàn)。不但方便還起到了保護(hù)作用。
- 封裝最主要的功能在于我們能修改自己的實(shí)現(xiàn)代碼，而不用修改那些調(diào)用我們代碼的程序片段。
- 適當(dāng)?shù)姆庋b可以讓程式碼更容易理解與維護(hù)，也加強(qiáng)了程式碼的安全性。
1.2 封裝的好處
- 良好的封裝能夠減少耦合。
- 類內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可以自由修改。
- 可以對(duì)成員變量進(jìn)行更精確的控制。
- 隱藏信息，實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
1.3 封裝的步驟
修改屬性的可見(jiàn)性來(lái)限制對(duì)屬性的訪問(wèn)（一般限制為private），例如：
public class Person {
private String name ; // 姓名
private String gender ; // 性別
private int age; // 年齡
}
這段代碼中，將 name 、sex和 age 屬性設(shè)置為私有的，只能本類才能訪問(wèn)，其他類都訪問(wèn)不了，如此就對(duì)信息進(jìn)行了隱藏。
對(duì)每個(gè)值屬性提供對(duì)外的公共方法訪問(wèn)，也就是創(chuàng)建一對(duì)賦取值方法，用于對(duì)私有屬性的訪問(wèn)，例如：
public class Person {
private String name ; // 姓名
private String gender ; // 性別
private int age; // 年齡
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setGender(String gender) {
this.gender = gender;
}
public String gender(){
return gender;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
采用 this 關(guān)鍵字調(diào)用本類中的屬性，也就是類中的成員變量。主要為了解決實(shí)例變量（private String name）和局部變量（setName(String name)中的name變量）之間發(fā)生的同名的沖突。
1.4 封裝的例子
創(chuàng)建一個(gè)用戶類User:
- 代碼如下：
package com.nz.pojo;
public class User {
private String username; // 用戶名
private String password; // 密碼
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}
- 編寫(xiě)測(cè)試User的
demo：EncapsulationDemo
代碼如下：
package com.nz;
import com.nz.pojo.User;
public class EncapsulationDemo {
public static void main(String[] args) {
User user = new User();
user.setUsername("太子爺哪吒");
user.setPassword("520");
System.out.println("username: " + user.getUsername() + "-----------"
+ "password: " + user.getPassword());
}
}
執(zhí)行結(jié)果如下：
username:太子爺哪吒-----------password520
1.5 小結(jié)
封裝實(shí)際上是將類的某些信息隱藏在類的內(nèi)部，不允許外部程序直接訪問(wèn)，而是通過(guò)該類提供的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)隱藏信息的訪問(wèn)和操作。就是把我們想提供給外界的一些方法給暴露出來(lái)，以便外界能調(diào)用到我們。
二. 繼承
2.1 繼承的介紹
繼承是java面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)的一塊基石，因?yàn)樗试S創(chuàng)建分等級(jí)層次的類。描述的是事物之間的所屬關(guān)系，這種關(guān)系是：is-a 的關(guān)系。
繼承：就是子類繼承父類的屬性和行為，使得子類對(duì)象（實(shí)例）可以直接具有與父類相同的屬性、相同的行為。子類可以直接訪問(wèn)父類中的非私有的屬性和行為。
2.2 生活中的繼承
兔子和長(zhǎng)頸鹿屬于食草動(dòng)物類，老虎和獅子屬于食肉動(dòng)物類。而食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物又是屬于動(dòng)物類。
那是不是兔子、長(zhǎng)頸鹿、老虎、獅子都屬于動(dòng)物類呢？答案是沒(méi)錯(cuò)滴！雖然食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物都是屬于動(dòng)物，但是兩者的屬性和行為上有差別，所以子類會(huì)具有父類的一般特性也會(huì)具有自身的特性。我們就可以再多個(gè)類中存在相同屬性和行為時(shí)，我們可以將這些內(nèi)容抽取到單獨(dú)一個(gè)類中，那么多個(gè)類無(wú)需再定義這些屬性和行為，只要繼承那一個(gè)類即可。
2.3 繼承的好處
- 提高代碼的復(fù)用性（減少代碼冗余，相同代碼重復(fù)利用）。
- 使類與類之間產(chǎn)生了關(guān)系。
- 子類擁有父類非 private 的屬性、方法。
- 子類可以擁有自己的屬性和方法，即子類可以對(duì)父類進(jìn)行擴(kuò)展。
- 子類可以用自己的方式實(shí)現(xiàn)父類的方法。
- 提高了類之間的耦合性（繼承的缺點(diǎn)，耦合度高就會(huì)造成代碼之間的聯(lián)系越緊密，代碼獨(dú)立性越差）。
- Java 的繼承是單繼承，但是可以多重繼承，單繼承就是一個(gè)子類只能繼承一個(gè)父類，多重繼承就是，例如 B 類繼承 A 類，C 類繼承 B 類，所以按照關(guān)系就是 B 類是 C 類的父類，A 類是 B 類的父類，這是 Java 繼承區(qū)別于 C++ 繼承的一個(gè)特性。
2.4 繼承的格式
在Java當(dāng)中會(huì)通過(guò)extends關(guān)鍵字可以申明一個(gè)類是從另外一個(gè)類繼承而來(lái)的，一般形式如下：
class 父類 {
}
class 子類 extends 父類 {
}
需要注意一點(diǎn)： Java 不支持多繼承，但支持多重繼承。就如下：
class A {
}
class B extends A { (對(duì)的)
}
class C extends A, B { （錯(cuò)的）
}
class C extends B { （對(duì)的）
}
頂層父類是Object類。所有的類默認(rèn)繼承Object，作為父類。
2.5 繼承的demo
- 編寫(xiě)一個(gè)父類極其對(duì)應(yīng)的子類信息
結(jié)構(gòu)如下：
代碼如下：
父類Person：
package com.nz.pojo;
public class Person {
private String name ;
private int 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;
}
}
子類Student沒(méi)有額外的屬性和方法：
package com.nz.pojo;
/**
* 繼承了Person特有的name, age，
* 沒(méi)有額外的獨(dú)有屬性和方法
*/
public class Student extends Person{
}
子類Teacher多了一個(gè)工資的屬性和獨(dú)有的教書(shū)方法：
package com.nz.pojo;
/**
* 繼承了Person特有的name, age，
* 多了自己獨(dú)有的工資屬性還有獨(dú)有的教書(shū)方法
*/
public class Teacher extends Person{
// 工資
private double salary ;
// 特有方法
public void teach(){
System.out.println("老師在認(rèn)真教書(shū)！");
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double salary) {
this.salary = salary;
}
}
編寫(xiě)測(cè)試代碼：
package com.nz;
import com.nz.pojo.Student;
import com.nz.pojo.Teacher;
public class InheritDemo {
public static void main(String[] args) {
Teacher teacher = new Teacher();
teacher.setName("太子爺哪吒");
teacher.setAge(18);
teacher.setSalary(1999.99);
System.out.println(teacher.getName());
System.out.println(teacher.getAge());
System.out.println(teacher.getSalary());
teacher.teach();
Student student = new Student();
student.setName("哪吒");
student.setAge(12);
//student.setSalary(1999.99); // student沒(méi)有工資屬性，報(bào)錯(cuò)！
System.out.println(student.getName());
System.out.println(student.getAge());
}
}
結(jié)果如下：
太子爺哪吒
18
1999.99
老師在認(rèn)真教書(shū)！
哪吒
12
從結(jié)果來(lái)看，子類繼承父類，就可以直接得到父類的成員變量和方法。而子類可以編寫(xiě)一些特有的屬性和方法，但是是否可以繼承所有成分呢？
2.6 子類不能繼承的內(nèi)容
并不是父類的所有內(nèi)容都可以給子類繼承的：
2.6.1 super 與 this 關(guān)鍵字
這里先將這兩個(gè)關(guān)鍵字，super和this在繼承關(guān)系中，運(yùn)用比較頻繁。
- super關(guān)鍵字：我們可以通過(guò)super關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)父類成員的訪問(wèn)，用來(lái)引用當(dāng)前對(duì)象的父類。
- this關(guān)鍵字：指向自己本類的引用。
super和this完整的用法如下：
this.成員變量 -- 本類的 super.成員變量 -- 父類的 this.成員方法名() -- 本類的 super.成員方法名() -- 父類的
具體演示，創(chuàng)建測(cè)試InheritDemo2：
package com.nz;
public class InheritDemo2 {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
a.eat();
Cat cat = new Cat();
cat.eatFish();
}
}
class Animal {
void eat() {
System.out.println("animal : eat");
}
}
class Cat extends Animal {
void eat() {
System.out.println("cat : eat");
}
void eatFish() {
this.eat(); // this 調(diào)用自己的方法
super.eat(); // super 調(diào)用父類方法
}
}
調(diào)用結(jié)果如下：
animal : eat
cat : eat
animal : eat
注意：
子類的每個(gè)構(gòu)造方法中均有默認(rèn)的super()，調(diào)用父類的空參構(gòu)造。手動(dòng)調(diào)用父類構(gòu)造會(huì)覆蓋默認(rèn)的super()。
super() 和 this() 都必須是在構(gòu)造方法的第一行，所以不能同時(shí)出現(xiàn)。
2.6.2 構(gòu)造器不能被繼承
- 子類不能繼承父類的構(gòu)造器（構(gòu)造方法或者構(gòu)造函數(shù)），它只是調(diào)用（隱式或顯式）。因?yàn)樽宇愑凶约旱臉?gòu)造器。值得注意的是子類可以繼承父類的私有成員（成員變量，方法），只是子類無(wú)法直接訪問(wèn)而已，可以通過(guò)
getter/setter方法訪問(wèn)父類的private成員變量。 - 如果父類的構(gòu)造器帶有參數(shù)，則必須在子類的構(gòu)造器中顯式地通過(guò)
super關(guān)鍵字調(diào)用父類的構(gòu)造器并配以適當(dāng)?shù)膮?shù)列表。 - 如果父類構(gòu)造器沒(méi)有參數(shù)，則在子類的構(gòu)造器中不需要使用
super關(guān)鍵字調(diào)用父類構(gòu)造器，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類的無(wú)參構(gòu)造器。
演示過(guò)程：
package com.nz;
public class InheritDemo3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("------Teacher 類繼承------");
Teacher teacher = new Teacher();
Teacher teacher2 = new Teacher("張三");
System.out.println("------Student 類繼承------");
Student student = new Student();
Student student2 = new Student("張三三");
}
}
// 父類
class Person {
private String name;
Person(){
System.out.println("調(diào)用了父類的無(wú)參構(gòu)造器: Person()");
}
Person(String name) {
System.out.println("調(diào)用了父類的帶參構(gòu)造器: Person(String name)");
this.name = name;
}
}
// Teacher子類繼承Person
class Teacher extends Person{
private String name;
Teacher(){
// 自動(dòng)調(diào)用父類的無(wú)參數(shù)構(gòu)造器 因?yàn)闀?huì)有默認(rèn)super();
System.out.println("Teacher");
}
public Teacher(String name){
super("太子爺哪吒"); // 調(diào)用父類中帶有參數(shù)的構(gòu)造器
System.out.println("Teacher(String name):"+name);
this.name = name;
}
}
// Student子類繼承Person
class Student extends Person{
private String name;
Student(){
super("heihei"); // 調(diào)用父類中帶有參數(shù)的構(gòu)造器
System.out.println("SubClass2");
}
public Student(String name){ // 自動(dòng)調(diào)用父類的無(wú)參數(shù)構(gòu)造器
System.out.println("Student(String name):"+name);
this.name = name;
}
}
結(jié)果如下：
------Teacher 類繼承------
調(diào)用了父類的無(wú)參構(gòu)造器: Person()
Teacher
調(diào)用了父類的帶參構(gòu)造器: Person(String name)
Teacher(String name):張三
------Student 類繼承------
調(diào)用了父類的帶參構(gòu)造器: Person(String name)
SubClass2
調(diào)用了父類的無(wú)參構(gòu)造器: Person()
Student(String name):張三三
2.6.3 final修飾的類不能被繼承
final 關(guān)鍵字主要用在三個(gè)地方：變量、方法、類。
- 修飾類：表示該類不能被繼承；
- 修飾方法：表示方法不能被重寫(xiě)；
- 修飾變量：表示變量只能一次賦值以后值不能被修改（常量）。
final 的特點(diǎn)：
- 對(duì)于一個(gè) final 變量，如果是基本數(shù)據(jù)類型的變量，則其數(shù)值一旦在初始 化之后便不能更改；如果是引用類型的變量，則在對(duì)其初始化之后便不 能再讓其指向另一個(gè)對(duì)象。
- 當(dāng)用 final 修飾一個(gè)類時(shí)，表明這個(gè)類不能被繼承。final 類中的所有成員 方法都會(huì)被隱式地指定為 final 方法。
- 使用 final 方法的原因有兩個(gè)。第一個(gè)原因是把方法鎖定，以防任何繼承 類修改它的含義；第二個(gè)原因是效率。在早期的 Java 實(shí)現(xiàn)版本中，會(huì)將 final 方法轉(zhuǎn)為內(nèi)嵌調(diào)用。但是如果方法過(guò)于龐大，可能看不到內(nèi)嵌調(diào)用 帶來(lái)的任何性能提升（現(xiàn)在的 Java 版本已經(jīng)不需要使用 final方法進(jìn)行這些優(yōu)化了）。類中所有的 private 方法都隱式地指定為 final。
我們測(cè)試下修飾類后到底能不能繼承：
package com.nz;
public class InheritDemo4 {
}
// 父類
final class Fu {
private String name;
}
//class Zi extends Fu{ // Cannot inherit from final 'com.nz.Fu' 會(huì)顯示沒(méi)辦法繼承Fu
//}
結(jié)果：可以看出來(lái)在被final修飾的Fu類沒(méi)辦法繼承，而且在編譯期間就會(huì)報(bào)錯(cuò)了，沒(méi)辦法通過(guò)運(yùn)行。
2.7 方法重寫(xiě)
2.7.1 介紹
子類中出現(xiàn)與父類一模一樣的方法時(shí)（返回值類型，方法名和參數(shù)列表都相同），會(huì)出現(xiàn)覆蓋效果，也稱為重寫(xiě)或者復(fù)寫(xiě)。聲明不變，重新實(shí)現(xiàn)。
2.7.2 使用場(chǎng)景與案例
發(fā)生在子父類之間的關(guān)系。
子類繼承了父類的方法，但是子類覺(jué)得父類的這方法不足以滿足自己的需求，子類重新寫(xiě)了一個(gè)與父類同名的方法，以便覆蓋父類的該方法。
寫(xiě)個(gè)測(cè)試案例：
package com.nz;
public class InheritDemo5 {
public static void main(String[] args) {
// 創(chuàng)建子類對(duì)象
Cat lanMao = new Cat();
// 調(diào)用父類繼承而來(lái)的方法
lanMao.run();
// 調(diào)用子類重寫(xiě)的方法
lanMao.sing();
}
}
class Animal{
public void sing(){
System.out.println("動(dòng)物都可以唱歌！");
}
public void run(){
System.out.println("動(dòng)物都可以跑！");
}
}
class Cat extends Animal {
public void sing(){
System.out.println("我們一起學(xué)貓叫，一起喵喵喵！讓我們一起撒個(gè)嬌");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
動(dòng)物都可以跑！
我們一起學(xué)貓叫，一起喵喵喵！讓我們一起撒個(gè)嬌
可以看出，藍(lán)貓調(diào)用了重寫(xiě)后的sing方法。
2.7.2 @Override重寫(xiě)注解
- @Override：注解，重寫(xiě)注解校驗(yàn)！
- 這個(gè)注解標(biāo)記的方法，就說(shuō)明這個(gè)方法必須是重寫(xiě)父類的方法，否則編譯階段報(bào)錯(cuò)。
- 建議重寫(xiě)都加上這個(gè)注解，一方面可以提高代碼的可讀性，一方面可以防止重寫(xiě)出錯(cuò)！
加上后的子類代碼形式如下：
class Cat extends Animal {
// 聲明不變，重新實(shí)現(xiàn)
// 方法名稱與父類全部一樣，只是方法體中的功能重寫(xiě)了！
@Override
public void sing(){
System.out.println("我們一起學(xué)貓叫，一起喵喵喵！讓我們一起撒個(gè)嬌");
}
}
2.7.3 注意事項(xiàng)
- 方法重寫(xiě)是發(fā)生在子父類之間的關(guān)系。
- 子類方法覆蓋父類方法，必須要保證權(quán)限大于等于父類權(quán)限。
- 子類方法覆蓋父類方法，返回值類型、函數(shù)名和參數(shù)列表都要一模一樣。
總結(jié)
這篇文章就到這里了，如果這篇文章對(duì)你也有所幫助，希望您能多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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