Java 封装 继承 多态
继承的概念
继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。
继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。
生活中的继承：
兔子和羊属于食草动物类，狮子和豹属于食肉动物类。
食草动物和食肉动物又是属于动物类。
所以继承需要符合的关系是：is-a，父类更通用，子类更具体。
虽然食草动物和食肉动物都是属于动物，但是两者的属性和行为上有差别，所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性。
类的继承格式
在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：
类的继承格式
class 父类 { } class 子类 extends 父类 { }
为什么需要继承
接下来我们通过实例来说明这个需求。
开发动物类，其中动物分别为企鹅以及老鼠，要求如下：
- 企鹅：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）
- 老鼠：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）
企鹅类：
public class Penguin { private String name;
private int id;
public Penguin(String myName, int myid) {
name = myName;
id = myid;
}
public void eat(){
System.out.println(name+"正在吃");
}
public void sleep(){
System.out.println(name+"正在睡");
}
public void introduction() {
System.out.println("大家好！我是" + id + "号" + name + ".");
}
}
老鼠类：
public class Mouse { private String name;
private int id;
public Mouse(String myName, int myid) {
name = myName;
id = myid;
}
public void eat(){
System.out.println(name+"正在吃");
}
public void sleep(){
System.out.println(name+"正在睡");
}
public void introduction() {
System.out.println("大家好！我是" + id + "号" + name + ".");
}
}
从这两段代码可以看出来，代码存在重复了，导致后果就是代码量大且臃肿，而且维护性不高(维护性主要是后期需要修改的时候，就需要修改很多的代码，容易出错)，所以要从根本上解决这两段代码的问题，就需要继承，将两段代码中相同的部分提取出来组成 一个父类：
公共父类：
public class Animal { private String name;
private int id;
public Animal(String myName, int myid) {
name = myName;
id = myid;
}
public void eat(){
System.out.println(name+"正在吃");
}
public void sleep(){
System.out.println(name+"正在睡");
}
public void introduction() {
System.out.println("大家好！我是" + id + "号" + name + ".");
}
}
这个Animal类就可以作为一个父类，然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后，就具有父类当中的属性和方法，子类就不会存在重复的代码，维护性也提高，代码也更加简洁，提高代码的复用性（复用性主要是可以多次使用，不用再多次写同样的代码） 继承之后的代码：
企鹅类：
public class Penguin extends Animal { public Penguin(String myName, int myid) {
super(myName, myid);
}
}
老鼠类：
public class Mouse extends Animal { public Mouse(String myName, int myid) {
super(myName, myid);
}
}
继承类型
需要注意的是 Java 不支持多继承，但支持多重继承。
继承的特性
子类拥有父类非 private 的属性、方法。
子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
子类可以用自己的方式实现父类的方法。
Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 A 类继承 B 类，B 类继承 C 类，所以按照关系就是 C 类是 B 类的父类，B 类是 A 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。
继承关键字
继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。
extends关键字
在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。
extends 关键字
public class Animal { private String name;
private int id;
public Animal(String myName, String myid) {
//初始化属性值
}
public void eat() { //吃东西方法的具体实现 }
public void sleep() { //睡觉方法的具体实现 }
}
public class Penguin extends Animal{
}
implements关键字
使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）。
implements 关键字
public interface A { public void eat();
public void sleep();
}
public interface B {
public void show();
}
public class C implements A,B {
}
super 与 this 关键字
super关键字：我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。
this关键字：指向自己的引用。
实例
class Animal { void eat() {
System.out.println("animal : eat");
}
}
class Dog extends Animal {
void eat() {
System.out.println("dog : eat");
}
void eatTest() {
this.eat(); // this 调用自己的方法
super.eat(); // super 调用父类方法
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
a.eat();
Dog d = new Dog();
d.eatTest();
}
}
输出结果为：
animal : eatdog : eat
animal : eat
final关键字
final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的，即最终类；或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写：
声明类：
final class 类名 {//类体}声明方法
修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名(){//方法体}
注:实例变量也可以被定义为 final，被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final，但是实例变量并不是 final
构造器
子类是不继承父类的构造器（构造方法或者构造函数）的，它只是调用（隐式或显式）。如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。
如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。
实例
class SuperClass { private int n;
SuperClass(){
System.out.println("SuperClass()");
}
SuperClass(int n) {
System.out.println("SuperClass(int n)");
this.n = n;
}
}
// SubClass 类继承
class SubClass extends SuperClass{
private int n;
SubClass(){ // 自动调用父类的无参数构造器
System.out.println("SubClass");
}
public SubClass(int n){
super(300); // 调用父类中带有参数的构造器
System.out.println("SubClass(int n):"+n);
this.n = n;
}
}
// SubClas2 类继承
class SubClass2 extends SuperClass{
private int n;
SubClass2(){
super(300); // 调用父类中带有参数的构造器
System.out.println("SubClass2");
}
public SubClass2(int n){ // 自动调用父类的无参数构造器
System.out.println("SubClass2(int n):"+n);
this.n = n;
}
}
public class TestSuperSub{
public static void main (String args[]){
System.out.println("------SubClass 类继承------");
SubClass sc1 = new SubClass();
SubClass sc2 = new SubClass(100);
System.out.println("------SubClass2 类继承------");
SubClass2 sc3 = new SubClass2();
SubClass2 sc4 = new SubClass2(200);
}
}
输出结果为：
------SubClass 类继承------SuperClass()
SubClass
SuperClass(int n)
SubClass(int n):100
------SubClass2 类继承------
SuperClass(int n)
SubClass2
SuperClass()
SubClass2(int n):200
Java 封装
在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法。
封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。
要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。
封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。
适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。
封装的优点
1. 良好的封装能够减少耦合。
2. 类内部的结构可以自由修改。
3. 可以对成员变量进行更精确的控制。
4. 隐藏信息，实现细节。
实现Java封装的步骤
1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问（一般限制为private），例如：
public class Person { private String name;
private int age;
}
这段代码中，将 name 和 age 属性设置为私有的，只能本类才能访问，其他类都访问不了，如此就对信息进行了隐藏。
2. 对每个值属性提供对外的公共方法访问，也就是创建一对赋取值方法，用于对私有属性的访问，例如：
public class Person{ private String name;
private int age;
public int getAge(){
return age;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setAge(int age){
this.age = age;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
}
采用 this 关键字是为了解决实例变量（private String name）和局部变量（setName(String name)中的name变量）之间发生的同名的冲突。
实例
让我们来看一个java封装类的例子：
EncapTest.java 文件代码：
/* 文件名: EncapTest.java */public class EncapTest{
private String name;
private String idNum;
private int age;
public int getAge(){
return age;
}
public String getName(){
return name;
}
public String getIdNum(){
return idNum;
}
public void setAge( int newAge){
age = newAge;
}
public void setName(String newName){
name = newName;
}
public void setIdNum( String newId){
idNum = newId;
}
}
以上实例中public方法是外部类访问该类成员变量的入口。
通常情况下，这些方法被称为getter和setter方法。
因此，任何要访问类中私有成员变量的类都要通过这些getter和setter方法。
通过如下的例子说明EncapTest类的变量怎样被访问：
RunEncap.java 文件代码：
/* F文件名 : RunEncap.java */public class RunEncap{
public static void main(String args[]){
EncapTest encap = new EncapTest();
encap.setName("James");
encap.setAge(20);
encap.setIdNum("12343ms");
System.out.print("Name : " + encap.getName()+
" Age : "+ encap.getAge());
}
}
以上代码编译运行结果如下:
Name : James Age : 20
Java 多态
多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：
多态性是对象多种表现形式的体现。
现实中，比如我们按下 F1 键这个动作：
- 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；
- 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；
- 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。
同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。
多态的优点
- 1. 消除类型之间的耦合关系
- 2. 可替换性
- 3. 可扩充性
- 4. 接口性
- 5. 灵活性
- 6. 简化性
多态存在的三个必要条件
- 继承
- 重写
- 父类引用指向子类对象
比如：
Parent p = new Child();
当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。
多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。
以下是一个多态实例的演示，详细说明请看注释：
Test.java 文件代码：
public class Test { public static void main(String[] args) {
show(new Cat()); // 以 Cat 对象调用 show 方法
show(new Dog()); // 以 Dog 对象调用 show 方法
Animal a = new Cat(); // 向上转型
a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
Cat c = (Cat)a; // 向下转型
c.work(); // 调用的是 Cat 的 work
}
public static void show(Animal a) {
a.eat();
// 类型判断
if (a instanceof Cat) { // 猫做的事情
Cat c = (Cat)a;
c.work();
} else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情
Dog c = (Dog)a;
c.work();
}
}
}
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void work() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}
执行以上程序，输出结果为：
吃鱼抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠
虚函数
虚函数的存在是为了多态。
Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。
重写
我们将介绍在 Java 中，当设计类时，被重写的方法的行为怎样影响多态性。
我们已经讨论了方法的重写，也就是子类能够重写父类的方法。
当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。
要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字 super。
Employee.java 文件代码：
/* 文件名 : Employee.java */public class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number) {
System.out.println("Employee 构造函数");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("邮寄支票给： " + this.name
+ " " + this.address);
}
public String toString() {
return name + " " + address + " " + number;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String newAddress) {
address = newAddress;
}
public int getNumber() {
return number;
}
}
假设下面的类继承Employee类：
Salary.java 文件代码：
/* 文件名 : Salary.java */public class Salary extends Employee
{
private double salary; // 全年工资
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
System.out.println("邮寄支票给：" + getName()
+ " ，工资为：" + salary);
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary) {
if(newSalary >= 0.0) {
salary = newSalary;
}
}
public double computePay() {
System.out.println("计算工资，付给：" + getName());
return salary/52;
}
}
现在我们仔细阅读下面的代码，尝试给出它的输出结果：
VirtualDemo.java 文件代码：
/* 文件名 : VirtualDemo.java */public class VirtualDemo {
public static void main(String [] args) {
Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);
System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
s.mailCheck();
System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
e.mailCheck();
}
}
以上实例编译运行结果如下：
Employee 构造函数Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck --
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给：员工 A ，工资为：3600.0
使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给：员工 B ，工资为：2400.0
例子解析
实例中，实例化了两个 Salary 对象：一个使用 Salary 引用 s，另一个使用 Employee 引用 e。
当调用 s.mailCheck() 时，编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck()，执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。
因为 e 是 Employee 的引用，所以调用 e 的 mailCheck() 方法时，编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。
在编译的时候，编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句， 但是在运行的时候，Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。
以上整个过程被称为虚拟方法调用，该方法被称为虚拟方法。
Java中所有的方法都能以这种方式表现，因此，重写的方法能在运行时调用，不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。
多态的实现方式
方式一：重写：
这个内容已经在上一章节详细讲过，就不再阐述，详细可访问：Java 重写(Override)与重载(Overload)。
方式二：接口
1. 生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。
以上是 Java 封装 继承 多态 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/393260.html
