Java入门——（3）面对对象（下）

关键词：  类的继承、final关键字、多态、接口、异常、包、访问控制

一、类的继承

      1、类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法，使用extends关键字。

 

class A{}
class B extends A{}

       在Java中继承的体现：

       ①Java允许单继承。不直接支持多继承，将多继承进行其他方式的体现。

       ②单继承：一个子类只能有一个父类。

class A{}
class B{}
class C extends A,B{}  //C类不可以同时继承A类和B类

       ③多继承：一个子类可以有多个父类，用多实现体现。

       ④多重继承，继承体系。

       学习继承体系时，应该参阅顶层的类中的内容，了解这个体系的基本功能。使用这个体系功能，需要创建最子类的对象。（看顶层，建底层。）

 

      2、override：子父类中的定义了一模一样的函数。运行的结果：子类的函数在运行。这种情况在子父类中，是函数的另一个特性:override(重写、覆盖、复写)。

      重写的注意事项：

①子类覆盖父类，必须保证权限要大于或等于父类的权限。

②静态覆盖静态。

③写法上必须一模一样，函数的返回值类型 函数名 参数列表都要一样。

3、super关键字

       ①子父类中构造函数的特点：

       当子父类都有构造函数时，先执行父类的构造函数，再执行子类的构造函数，因为子类的所有的构造函数中的第一行都有一句隐式语句

       super（）；//默认调用的是父类中的空参数的构造函数。

 

       为什么子类中的构造函数有一句隐式的super（）？

       原因：子类会继承父类中的内容，所以子类在初始化时，必须先到父类中去执行父类的初始化动作。才可以更方便使用父类中的内容。

       当父类中没有空参数构造函数时，子类的构造函数必须同构显式的super语句指定要访问父类中的构造函数。

       细节：

①如果子类的构造函数第一行写了this调用了背离其他构造函数，那么super调用父类的语句是没有的，因为this（）或者super（），只能在构造函数的第一行，因为初始化动作要先执行。

②父类构造函数中是否有隐式的super呢？也是有的，只要是构造函数默认第一行都是super（）；

父类的父类是谁？super调用的到底是谁的构造函数，在Java体系在设计，定义了一个所有对象的父类object。

总结：类中的构造函数默认第一行都有隐式的super（）语句，在访问父类中的构造函数。

所以父类的构造函数既可以给自己对象初始化，也可以给自己的子类对象初始化。

如果默认的隐式super的语句没有对应的构造函数，必须在构造函数中通过this后者super的形式明确调用的构造函数。

 

super应用：

①子类的实例化过程的应用，也是super调用的应用。

②只要使用父类的指定初始化动作，就在子类中通过super（参数列表）格式进行调用。

super关键字的用法：

①使用super关键字调用父类的成员变量和成员方法。具体格式：

super.成员变量

super.成员方法([参数1，参数2……….])

②使用super关键字调用父类的构造方法，具体格式：

super（[参数1，参数2……….]）

通过super调用父类构造方法的代码必须位于子类构造方法的第一行，且只能出现一次。

      在定义一个类时，如果没有特殊需求，尽量在类中定义一个无参的构造方法，避免继承时出现错误。

 

      继承的弊端：打破封装性。

 

二、final关键字

 

      1、final（最终化）修饰符，可以修饰类、方法、变量（成员变量、局部变量、静态变量）。

①final修饰的类是一个最终类，该类将不能被继承，不能派生子类。

      ②final 修饰的方法是最终方法，不可以重写。

      当父类中定义某个方法时，如果不希望被子类重写，就可以使用final关键字修饰该方法。

      如：public final void shout（）{}

③final修饰的变量是一个常量，只能被赋值一个。

如：final int num = 2；

2、【什么时候会在程序中定义final常量呢？】

当程序中一个数据使用时是固定不变的，这时为了增加阅读性，可以给该数据起个名字。

这是变量，为了保证这个变量的值不被修改，加上final修饰，这是一个阅读性很强的常量。

书写规范，被final修饰的常量名所有字母都是大写的。如果由多个单词间通过 _ 连接。

 

三、抽象类和接口

1、abstract(抽象)

抽象类：在描述事物时，没有足够的信息描述一个事物，这时该事物就是抽象事物。

定义了抽象函数的类，也必须被abstract关键字修饰，被abstract关键字修饰的类是抽象类。

抽象方法的类必须声明为抽象类，但抽象类可以不包含任何抽象方法，只要abstract关键字修饰即可。

 

【抽象类的特点】

①抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。（抽象方法一定要定义在抽象类中）。

//定义抽象类Animal
abstract class Animal{
//定义抽象方法shuot()
abstract int shout ();
}

②抽象类不可以创建实例，原因：调用抽象方法没有方法体。

③只要覆盖了抽象类中所有的抽象方法后，其子类才可以实例化。否则该子类还是一个抽象类。

       之所以继承，更多的是在思想，是面对共性类型操作会更简单。

 

    2、接口（interface）

    接口：如果一个类中的所有抽象方法都是抽象的，则可以将这个类用另外一种方式来定义，即接口。在定义接口时，需要使用interface关键字来声明，如：

1 interface Animal{
2     int ID = 1; //定义全局变量
3     void breathe(); //定义抽象方法
4     void run ();
5 } // Animal 即为一个接口，接口中定义的的方法和变量都包含一些默认修饰符“public abstract”（抽象方法）“public static final”（全局变量）。

 

      接口的特点：

①接口可以创建对象；

②子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法后，子类才可以实例化。否则子类是一个抽象类。

③实现多接口示例：

interface Run{
程序代码…..
}
interface Fly{
程序代码…..
}
class Bird implements Run,Fly{
程序代码…….
}

       定义子类去覆盖接口的方法：子类必须和接口产生关系，类与类的关系是继承，类与接口之间的关系是实现，通过关键字implements 。

 

接口最重要的体现：解决多继承的弊端。将多继承这种机制在Java中通过多实现完成。

多继承的弊端：当多个父类中有相同功能时，子类调用会产生不确定性。

其核心原因就是在于多继承父类中功能有主体，而导致调用运行时，不确定运行哪个主体内容。

接口中的功能都没有方法体，由子类来明确。

 

       如果子类想要继承扩展其他类中的功能，可通过接口实现：

class Dog extends Canidae implements Animal{ //先继承，再实现
程序代码……
}

       父类定义事物的基本功能，接口定义事物的扩展功能。

 

       接口出现后的一些细节：类与类之间是继承关系，类与接口是实现关系；接口与接口之间是继承关系，而且可以多继承。

 

四、多态

1、多态的概述

【体现】

父类的引用或者接口的引用指向了自己的子类对象。

Dog d = new Dog(); // Dog对象的类型是Dog类型

Animal a = new Dog(); // Dog对象的类型右边是Dog类型，左边Animal 类型。

【好处】

提高了程序的扩展性。

【弊端】

通过父类引用操作子类对象时，只能使用父类中已有的方法，不能操作子类特有的方法。

【前提】

①必须有关系，继承、实现。

②通常都有重写操作。

 1 //定义接口Animal
 2 interface Animal{
 3     void shout();
 4 }
 5 //定义Cat类实现Animal接口
 6 class Cat implements Animal{
 7        //实现shout（）方法
 8     public void shout(){
 9         System.out.println("喵喵...");
10     }
11 }
12 //定义Dog类型实现Animal接口
13 class Dog implements Animal{
14     public void shout(){
15         System.out.println("汪汪");
16     }
17 }
18 //定义测试类
19 public class Example13 {
20     public static void main(String[] args) {
21         Animal an1 =new Cat();//创建Cat对象，使用Animal类型的变量an1引用
22         Animal an2 =new Dog();//创建Dog对象，使用Animal类型的变量an2引用
23         animalShout(an1);     //调用animalShout()方法，将an1作为参数传入
24         animalShout(an2);     //调用animalShout()方法，将an2作为参数传入
25     }
26     public static void animalShout(Animal an) {
27         an.shout();
28     }
29 }

运行结果

喵喵…
汪汪

【子类的特有方法如何调用？】

Animal a = new Dog();//Animal是父类型，new Dog()子对象。

但是父类型引用指向子类对象时，这就是让子类对象进行了类型的提升（向上转型）。

向上转型好处：提高了扩展性，隐藏了子类型。

弊端：不能使用子类型的特有方法。

如果想使用子类的特有方法，只有子类型可以用。

可以向下转型，强制转换。

Animal a = new Dog();
a.eat();
Dog d = （Dog）a; //将a转型为Dog 类型。向下转型。
d.lookHome();

向下转型什么时候用？当需要使用子类型的特有内容时。

注意：无论向上还是向下转型，最终都是子类对象做着类型的变化。

【向下转型的注意事项】

Animal a = new Dog();

Cat c = (Cat)a;//向下转型因为不明确具体子类对象类型，所以容易引发classCastException(转型异常)异常。

所以为了避免这个问题，需要在向下转型前，做类型的判断。

判断类型用的是关键字 instanceof

if(a instanceof Cat){   //a指向的对象的类型是Cat类型。
    //将a转型Cat 类型。
    Cat c = （Cat）a;
    c.catchMouse();
}else if(a instanceof Dog){
    Dog d = (Dog) a;
    d.lookHome();
}

示例：

 1 interface Animal{
 2     void shout();//定义抽象方法shout()
 3 }
 4 //定义Cat类实现Animal接口
 5 class Cat implements Animal{
 6     //实现抽象方法shout()
 7     public void shout(){
 8         System.out.println("喵喵...");
 9     }
10     //定义sleep（）方法
11     public void sleep(){
12         System.out.println("猫在睡觉.....");
13     }
14 }
15 //定义Dog类实现Animal接口
16 class Dog implements Animal{
17     //实现抽象方法shout()
18     public void shout(){
19         System.out.println("汪汪...");
20     }
21 }
22 //定义测试类
23 public class Example14 {
24     public static void main(String[] args) {
25         Animal dog = new Dog();    //创建Dog类的实例对象
26         animalShout(dog);    //调用animalShout（）方法，将dog作为参数传入
27     }
28     public static void animalShout(Animal animal) {
29         if (animal instanceof Cat) {
30             Cat cat = (Cat) animal;//将animal对象强制装换为Cat类型
31             cat.shout();           //调用cat的shout()方法
32             cat.sleep();           //调用cat的sleep（）方法
33         }else{
34             System.out.println("this animal is not a cat!");
35         }
36     }
37 }

运行结果：

this animal is not a cat!

【转型总结】

①什么时候向上转型？

提高程序的扩展性，不关系子类类型（子类型被隐藏）。

需要用子类的特有方法吗？不需要，向上转型。

②什么时候向下转型？

需要使用子类型的特有方法时。

但是一定要使用instanceof 进行类型的判断。避免发生classCastException。

 

2、匿名内部类格式：

new 父类（参数列表）或父接口（）{
// 匿名内部类实现部分
}

示例

 1 interface Animal{
 2     void shout();
 3 }
 4 public class Example18 {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         animalShout(new Animal(){
 7             public void shout() {
 8                 System.out.println("喵喵...");
 9             }
10         });
11     }
12     public static void animalShout(Animal an) {
13         an.shout();
14     }
15 }

运行结果

喵喵... 

     

     3、Object类是所有类的根类，定义了所有对象都具备的功能，一般情况下均会重写Object的toString（）方法，来返回指定的信息。

     示例：

 1 class Animal{
 2     /*//定义动物叫的方法
 3     void shout(){
 4         System.out.println("动物叫");
 5     }*/
 6     //重写Object类中的toString()方法
 7
 8     @Override
 9     public String toString() {
10         return "I am an animal!";
11     }
12 }
13 //定义测试类
14 public class Example16 {
15     public static void main(String[] args) {
16         Animal animal = new Animal();       //创建Animal类对象
17         System.out.println(animal.toString()); //调用toString()方法并打印
18     }
19 }

五、异常

1、Throwable类的继承体系

 

①错误类（Error类）：表示Java运行时产生的系统内部错误或资源耗尽的错误，是比较严重的，仅靠修改程序本身是不能恢复执行的。

②运行时异常与编译时异常：

     编译时异常：在Java中Exception类中除了RuntimeException类即其子类都是编译时异常。特点是编译器会检测的异常，如果出现异常就必须对异常进行处理，否则程序无法通过编译。

运行时异常：RuntimeException类即其子类都是运行时异常，编译器不会检测的异常，不需要声明。

        ③Throwable常用方法

Throwable常用方法
方法声明	功能描述
String getMessage()	返回此throwable的详细消息字符串
void printStackTrace()	将此throwable及其追踪输出至标准错误流
void printStackTrace(PrintStream s)	将此throwable及其追踪输出至指定的输出流

2、try...catch和finally

异常捕获：Java中对异常有针对性的语句进行捕获。

语句：

try{
      //需要被检测的语句
}catch（ExceptionType(Exception类及其子类) e） {
      //ExceptionType的处理
}

发生异常后继续执行一段程序

finally{
    //一定会被执行的语句
}

示例

 1 public class Example20 {
 2     public static void main(String[] args) {
 3        // 下面的代码定义了一个try...catch语句用于捕捉异常
 4         try {
 5              int result = divide(4,0);  //调用divide()方法
 6              System.out.println(result);
 7         } catch (Exception e) {      //对异常进行处理
 8             System.out.println("捕捉的异常信息为" + e.getMessage());
 9             return;    //用于结束当前语句
10         }finally {
11             System.out.println("进入finally代码块”);
12         }
13        System.out.println("程序继续向下执行...");
14     }
15         //下面的方法实现了两个整数相除
16         public static int divide(int x,int y) {
17             int result = x/y;   //定义一个变量result记录两个整数相除的结果
18             return result;      //将结果返回
19         }
20 }

运行结果

捕获的异常信息是：/by zero
进入代码块

在程序设计时，经常会在try...catch后使用finally代码块来完成必须做的事情，例如释放系统资源。需注意，当try...catch中执行了System.exit（0）语句，则退出Java虚拟机，任何代码都不能继续执行。

try catch finally 组合方式：

①try catch ：对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。

       异常捕获处理。

Void show ()throws {//不需要throws
    try{
         throw new Exception();
    }finally{
    }
}

②try finally：对代码进行异常检测，检测到异常后因为没有catch，所以一样会被默认jvm抛出。

      异常是没有捕获处理的，但是功能所开启资源需要进行关闭，所有finally只为关闭资源。

Void show () {//需要throws
    try{
         throw new Exception();
    }finally{
    }
}

③try catch finally

       检测异常，并传递给catch 处理，并定义资源释放。

④try catch1 catch2 catch3………

3、throws关键字

①throws关键字声明抛出异常的语法格式如下：

   修饰符 返回值类型 方法名（[参数1，参数2…]）throws ExceptionType1[,ExceptionType2….]{

    }

② 声明：将问题标识出来，报告给调用者。

   格式：

void show （）throws Exception{
     throw new Exception（）;
}

        如果函数内通过throw抛出了编译时异常，捕获，那么必须通过throws进行声明，让调用者去处理。

 

4、自定义异常格式：

throw Exception 异常对象

       示例

 1 class DivideByMinusException extends Exception{
 2         public DivideByMinusException(){
 3             super();//调用Exception无参的构造方法
 4         }
 5         public DivideByMinusException(String message){
 6             super(message);//调用Exception无参的构造方法
 7         }
 8 }
 9 public class Example26 {
10     public static void main(String[] args) {
11         try{
12             int result = divide(4,-2);
13             System.out.println(result);
14         }catch (DivideByMinusException e){
15             System.out.println(e.getMessage());
16         }
17     }
18     public static int divide(int x,int y)throws DivideByMinusException{
19         if(y<0){
20             throw new DivideByMinusException("被除数是负数");
21         }
22         int result = x/y ;
23         return result;
24     }
25 } 

 

六、包的定义与使用

1、Java 中的包是专门用来存放类的，通常功能相同的类存放在相同的包中。

如： 

1 package cn.itcast.chapter04; 

2 public class Example01 {….} 

包的声明只能位于Java源文件的第一行

2、包的导入

import 包名.类名；

      3、常用的包

       ①java.lang:包含Java语言的核心类，如String、Math、System和Thread类等，使用这个包中的类无需使用import语句导入，系统会自动导入这个包下的所有类。

       ②java.util: 包含Java中大量工具类、集合类等，例如Arrays、List、Set等。

       ③java.net：包含Java网络编程相关的类和接口。

       ④java.io：包含了Java输入、输出有关的类和接口。

 

七、访问权限修饰符权限：

访问控制级别
	同一类中	同一包下 （有无关系均可）	不同包下（子类）	不同包下 （没有关系）
private	Y
default（默认）	Y	Y
protected	Y	Y	Y
public	Y	Y	Y	Y