java 学习笔记——类之间的关系之封装、继承与多态的详解

封装

一个封装的简单例子

封装就是把对象的属性（状态）和方法（行为）结合在一起，并尽可能隐蔽对象的内部细节，成为一个不可分割的独立单位（即对象），对外形成一个边界，只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。
封装的原则：使对象以外的部分不能随意存取对象的内部数据，从而有效的避免了外部错误对它的“交叉感染”。数据隐藏特性提升了系统安全性，使软件错误能够局部化，减少查错和排错的难度。如：微波炉，将线路板（属性）封装在微波炉内部，使用者无法接触到，而通过面板按钮（方法）简单的操控线路板工作。

设计一个CBox类，具有length、width和height三个属性，对每个属性都提供相应的get和set方法，提供构造函数，完成CBox信息的初始化，增加volume()方法，用来计算CBox对象的体积，定义surfaceArea()方法用来计算CBox的表面积。
面向对象的三个特征：

package ch01;

public class test
{
    private int height;
    private int length;
    private int width;

    public int getHeight() {
        return height;
    }
    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }
    public int getLength() {
        return length;
    }
    public void setLength(int length) {
        this.length = length;
    }
    public int getWidth() {
        return width;
    }
    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public test(int height, int length, int width)
    {
        this.height = height;
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    public int volume()
    {
        return length * width * height;

    }
    public int Area()
    {
        return 2* (length*width+length*height+width*height);

    }
    public static void main(String[] args) {
        test cb = new test(10,20,30);
        int x = cb.volume();
        int y = cb.Area();
        System.out.println(x);
        System.out.println(y);
    }

}

对于代码中快速生成的get和set和public test(int height, int length, int width)这样的初始化，在eclipse 中都会有快捷的方法，可以在任意一个光标闪烁出单机右键，找到source然后就有了，不要问是什么0·0，因为单词太长了，不想写......

继承

继承是软件重用的一种形式，它通过重用现有类的属性和方法，并增加新功能或修改现有功能来构建新的类。如：“人”这个类抽象了这个群体的一般特性，“学生”和“老师”都具备“人”所定义的一般性，但其各自又有各自的特殊性，在保持了一般性和特殊性的情况下，作为一个新类而存在。

• 表现的是一种共性和特性的关系，一个类可以继承另一个类，并在此基础上添加自己特有功能，这称为继承。在java中使用extends关键字表现继承关系。

格式：

[访问符][修饰符] class <子类名> extends <父类名>{
  [属性]  //成员变量
  [方法]  //成员
}
public tiger extends animal{
}

下面通过一个简单的例子进行说明

教师和学生类的属性列表

教师类（Teacher）		学生类（Student）
姓名	name	姓名
年龄	age	年龄
性别	gender	性别
工资	salary	成绩
所属院系	department	年级

从上图分析可以看出，教师类和学生类在姓名、年龄、性别上存在共同性，而教师类有两个属性工资和所属院系区别学生类的成绩和年级。

程序实现

父类person

package com.wfu.ch04;

public class Person {
    private String name;//进行封装处理
    private int age;
    private String gender;

    public Person(String name, int age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        System.out.println("父类Person的带参数的构造方法");
    }
    public Person(){
        System.out.println("父类Person的不带参数的构造方法");
    }
    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;
    }
    public String getGender() {
        return gender;
    }
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
    public void output(){
        System.out.println("姓名：" +name);
        System.out.println("性别：" +gender);
        System.out.println("年龄：" +age);
    }

}

子类Student

package com.wfu.ch04;

public class Student extends Person {
    private double score;
    private String grade;

    public Student(double score, String grade) {
        this.score = score;
        this.grade = grade;
        System.out.println("子类Student的带参数的构造方法");
    }

    public Student(String name, int age, String gender, double score,
            String grade) {
        super(name, age, gender);
        this.score = score;
        this.grade = grade;
        System.out.println("子类Student的带参数的构造方法,显式调用父类的带参数的构造方法");
    }

    public Student(){
        System.out.println("子类Student的不带参数的构造方法");
    }
    public double getScore() {
        return score;
    }
    public void setScore(double score) {
        this.score = score;
    }
    public String getGrade() {
        return grade;
    }
    public void setGrade(String grade) {
        this.grade = grade;
    }
    public void output(){
        super.output();
        System.out.println("成绩：" +score);
        System.out.println("年级：" +grade);
    }
}

子类Teacher

package com.wfu.ch04;

public class Teacher extends Person{
    private double salary;
    private String department;

    public Teacher(double salary,String department) {
        this.salary = salary;
        this.department = department;
        System.out.println("子类Teacher的带参数的构造方法");
    }
    public Teacher(){
        System.out.println("子类Teacher的不带参数的构造方法");
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
    public String getDepartment() {
        return department;
    }
    public void setDepartment(String department) {
        this.department = department;
    }
    public void output(){
        System.out.println("工资：" +salary);
        System.out.println("所属院系：" +department);
    }

}

测试类TestClass

package com.wfu.ch04;

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
//      Person p=new Person();
//      p.output();
//      Teacher t=new Teacher();
//      t.output();
        Student s=new Student("tom",20,"male",89,"2016");
        s.output();

    }

}

继承的特性

• （1）Java是单继承的，即一个子类只能继承一个父类，被继承的类叫做父类（超类），继承的类叫做子类（派生类）。
• （2）在继承过程中，子类拥有父类定义的所有属性和方法，但父类可以通过封装思想隐藏某些数据，然后提供子类可以访问的属性和方法。

//在父类Person中
private String name;//进行封装处理
private int age;
private String gender;

• （3）当生成子类对象时，Java默认首先调用父类的不带参数的构造方法，然后执行该构造方法，生成父类的对象，再去调用子类的构造方法，生成子类的对象。要想生成子类的对象，首先生成父类的对象，没有父类对象就没有子类对象。

//例如在测试类中如果只写
Teacher t=new Teacher();
t.output();//运行结果是先把父类中不带参数的类执行，然后再执行 t.output() 方法

• （4）如果一个类没有指明任何父类，则缺省的自动继承java.lang.Object类。Object类是所有类的顶级父类，在java中，所有类都是直接或间接的继承了Object类。
• super关键字：super关键字代表父类对象，主要有两个用途：
  1）调用父类的构造方法
  super表示对父类对象的引用。如果子类使用super()显示调用父类的某个构造方法，那么在执行的时候就会寻找与super()所对应的构造方法而不再去寻找父类的不带参数的构造方法。super必须作为构造方法的第一条语句，前面不能有其他的可执行语句。
  2）访问父类的属性和方法
  当子类的属性或方法与父类的属性或方法重名时，可用super.属性名或super.方法名(参数列表)的方式访问父类的属性或方法。

//在测试类中
Student s=new Student("tom",20,"male",89,"2016");
s.output();
//这段代码智能输出“成绩”和“年级”，因为会先调用父类的默认的不带参数的方法，而这时父类的不带参数的构造方法是什么都没有的，我们原本的意思是吧“姓名”、“年龄”、“性别”、这三个也输出。这时就要用到super
应该写成：
super.output();
Student s=new Student("tom",20,"male",89,"2016");
s.output();

多态

多态：多态是指在父类中定义的属性或方法被子类继承之后，可以具有不同的表现行为。这使得同一个属性或方法在父类及其各个子类中具有不同的语义。如：动物会“叫”，“猫”和“鸟”都是动物的子类，但其“叫”声是不同的

重写

当子类继承父类时，可以在子类中直接使用父类的属性和方法。如果父类的方法无法满足子类的需求，则可以在子类中对父类的方法进行改造，这称为方法的重写，重写是java多态性的一种体现。

• （1）、方法重写：又叫做覆写，子类与父类的方法返回值类型一样，方法名称一样，参数一样，这样我们说子类与父类的方法构成了重写关系。若给子类的run方法添加一个参数，则不叫重写。分别调用带参数的run和不带参数的run来执行一下。

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog=new Dog();
        dog.run();
    }
}
class Animal{
    public void run(){
        System.out.println("Animal is running!");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public void run(){
        System.out.println("Dog is running!");
    }
}

• （2）、方法重写与方法重载之间的关系：重载发生在同一个类内部的两个或多个方法。重写发生在父类与子类之间。
• （3）、方法重写需要遵循以下几点：
  重写的方法的签名必须要和被重写的方法的签名完全匹配；
  重写的方法的返回值必须和被重写的方法的返回一致或者是其子类；
  重写的方法所抛出的异常必须和被重写方法的所抛出的异常一致，或者是其子类；
  私有方法不能被重写子类重写父类方法的过程中，可访问性只能一样或变的更公开。
• 我们说子类就是父类（玫瑰是花，男人是人），因此多态的意思是：父类型的引用可以指向子类的对象。
  (1)多态：父类型的引用可以指向子类型的对象。

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Flower flower=new Rose();//多态
        flower.sing();
    }
}
class Flower{
    public void sing(){
        System.out.println("Flower is sing.");
    }
}
class Rose extends Flower{

}

花是花，玫瑰是玫瑰，玫瑰是花，但花是玫瑰是错误的，花是玫瑰，那么康乃馨呢是花吗？对不对呀。
(2)、Flower flower=new Rose();当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有Sing方法，如果有，则去调用子类的sing方法（不管是继承的还是重写的）。如果没有则编译错误。因为flower是一个Flower类型的变量，如果Flower类型没有这个sing方法，则无法调用。