面向对象三大特征----封装、继承、多态

一、封装

　　1、概念：三大特征之一，目的就是为了隐藏类的内部细节(属性，方法),不允许直接访问，通过对外公开的方法来实现访问。

　　2、步骤:　　　　　

　　　　　　1)修改属性的权限为private

　　　　　　2)创建对外公开的方法（getXXX(),setXXX），用于属性的读写操作(读写器)。在对外公开的方法中，可以加入流程控制语句(特指if条件语句);  一般在给属性写入值时，加入此流程判断语句。

　　　　示例：(提示：快捷键   shift + Alt +s, 再点击r)

package com.sina.it.oa;
/**
 * 学生类
 * @author k1
 *
 */
public class Student {
    //1.设置私有属性
    private String name;  //名字 
    private int age;  //年龄 
    
        //2.设置读写器 
        //设置name的写器
    public void setName(String name) {
        //3.判断属性赋值的合法性
        if(name!=null)
        this.name=name;
    }
    //设置name的读器
    public String getName() {
        
        return name;
    }

}

　　3、this关键字：this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。　　　

this.成员变量名；    

this关键字的使用：

 
public class Student {
  private String name;
  private int age;
​
  public void setName(String name) {
    //name = name;
    this.name = name;
  }
​
  public String getName() {
    return name;
  }
​
  public void setAge(int age) {
    //age = age;
    this.age = age;
  }
​
  public int getAge() {
    return age;
  }
}

这么做的目的是为了让人见名知意，使用this关键字为了区别形参变量与成员变量，如果没有this关键字，成员变量被隐藏，导致赋值失败。

　　4、构造方法：当一个对象被创建，用构造方法来初始化对象，给对象的成员变量赋值。

　　　　注意：

　　　　当以没有创建构造方法时，java会制动创建一个无参构造方法，当你自己定义了构造方法，java提供的构造方法就会失效。

　　　　构造方法的定义格式：

 
修饰符 当前类名(参数列表){
    // 方法体
}

注意：构造方法名与类名相同、不需要返回值，void关键字也不需要。
         构造方法可以重载，
示例：
public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {} 
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age; 
  }
}     
//该示例中定义了无参和含参的构造方法           

　　5、JavaBean-----java编写标准规范

　　JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合JavaBean的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的set 和get 方法。

 //标准的javaBeand的步骤
public class ClassName{
  //成员变量
  //构造方法
    //无参构造方法【必须】
    //有参构造方法【建议】
  //成员方法    
    //getXxx()
    //setXxx()
}

示例：一Student类为例
 
public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
​
  //构造方法
  public Student() {}
​
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
​
  //成员方法
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }
​
  public String getName() {
    return name;
  }
​
  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
​
  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

测试类：无参构造与含参构造的使用。

 
public class TestStudent {
  public static void main(String[] args) {
    //无参构造使用
    Student s= new Student();
    s.setName("柳岩");
    s.setAge(18);
    System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
​
    //带参构造使用
    Student s2= new Student("赵丽颖",18);
    System.out.println(s2.getName()+"---"+s2.getAge());
  }
}

二、继承

　　为什么要有继承？

　　　　多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可，其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类。

　　1、定义

　　　　继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

 　　　　好处：（1）提高代码的复用性。

　　　　　　　（2）类与类之间产生关系，是多态的前提。

　　2、继承的格式：

　　　通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

 
class 父类 {
    ...
}
​
class 子类 extends 父类 {
    ...
}

 示例：

/*
 * 定义员工类Employee，做为父类
 */
class Employee {
    String name; // 定义name属性
    // 定义员工的工作方法
    public void work() {
        System.out.println("尽心尽力地工作");
    }
}
​
/*
 * 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
 */
class Teacher extends Employee {
    // 定义一个打印name的方法
    public void printName() {
        System.out.println("name=" + name);
    }
}
​
/*
 * 定义测试类
 */
public class ExtendDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个讲师类对象
        Teacher t = new Teacher();
      
        // 为该员工类的name属性进行赋值
        t.name = "小明"; 
      
        // 调用该员工的printName()方法
        t.printName(); // name = 小明
        
        // 调用Teacher类继承来的work()方法
        t.work();  // 尽心尽力地工作
    }
}

 　　3、继承后成员变量的特点：

　　继承后父类成员变量和子类的成员变量不重名，访问时没有影响。

　　继承后如果成员变量重名，就会优先调用子类的成员变量；子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。

示例：

 //父类
class Fu {
    // Fu中的成员变量。
    int num = 5;
}

class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int num = 6;
    public void show() {
        //访问父类中的num
        System.out.println("Fu num=" + super.num);
        //访问子类中的num
        System.out.println("Zi num=" + this.num);
    }
}
演示结果：
Fu num = 5
Zi num = 6

如果没有super关键字输出的结果为：
Fu num = 6
Zi num = 6

注意：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

　　4、继承后成员方法的特点：

　　　　1）成员方法不重名：

　　　　　　如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

　　　　2）成员方法重名：

　　　　　如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。

• 方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

 
class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu show");
    }
}
class Zi extends Fu {
    //子类重写了父类的show方法
    public void show() {
        System.out.println("Zi show");
    }
}
public class ExtendsDemo05{
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        // 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
        z.show();  // Zi show
    }
}

　　　　3）重写应用：

　　　　子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

class Phone {
    public void sendMessage(){
        System.out.println("发短信");
    }
    public void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
    public void showNum(){
        System.out.println("来电显示号码");
    }
}
​
//智能手机类
class NewPhone extends Phone {
    
    //重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
    public void showNum(){
        //调用父类已经存在的功能使用super
        super.showNum();
        //增加自己特有显示姓名和图片功能
        System.out.println("显示来电姓名");
        System.out.println("显示头像");
    }
}
​
public class ExtendsDemo06 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        NewPhone np = new NewPhone()；
        
        // 调用父类继承而来的方法
        np.call();
      
        // 调用子类重写的方法
        np.showNum();
​
    }
}

　　 5、继承后构造方法的特点：

　　　　　1）构造方法名必须和类名相同，所以子类无法重写父类的构造方法

　　　　　2）构造方法是初始化成员变量的，只有父类中公共属性被初始化才能供子类使用，所以子类在初始化过程中,必须先初始化父类。子类的构造方法中默认有一个super()，表示调用父类的无参构造方法。

　　6、super与this

　　　1）含义：

　　　　　this：代表当前类对象的引用。

　　　　　super：代表父类的引用。

　　　2）用法：

　　　　　　this.成员变量 或 this.子类成员方法();

　　　　　　super.父类的成员变量 或 super.父类成员方法（）；

　　　3）示例：

this.成员变量       --    本类的
super.成员变量      --    父类的
​
this.成员方法名()    --    本类的    
super.成员方法名()   --    父类的
​
用法演示，代码如下：

 
class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}
 
class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("cat : eat");
    }
    public void eatTest() {
        this.eat();   // this  调用本类的方法
        super.eat();  // super 调用父类的方法
    }
}
 
public class ExtendsDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Cat c = new Cat();
        c.eatTest();
    }
}
​
输出结果为：
animal : eat
cat : eat
animal : eat

　　　　注意：

　　　　　　子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。

　　　　　  super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

　　7、java继承的特点：

　　　　java只支持单继承，不支持多继承，（一个子类只能有一个父类）

　　　　java支持多层继承（类A为父类，B类继承A类，C类继承B类）

　　　　顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

三、多态

　　　1、什么是多态？：不同条件下同一对象的不同状态；如 （水、冰、汽）

 　　  2、多态的前提（重点）：

　　　　　1）继承或实现（二选一）;

　　　　　2)方法重写（意义的体现，不重写就无意义）；

　　　　　3）父类引用指向子类对象（格式的体现）；

　　3、多态的格式体现：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();
父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

示例：
Fu f = new Zi();
f.method();

编译看左边，运行看右边：如果父类中没有改方法，编译错误，运行执行子类中重写过的方法。

示例：

父类：
 
public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
} 

子类：
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  
​
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}
测试类：
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat();  
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();          
​
        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog(); 
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();               
    }  
}

　　由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

　　4、引用类型转换：

　　　　1）为什么要有类型转换？

　　　　　　多态中多个子类继承父类，重写父类方法，但每个子类又有自己独有的方法，在使用多态的调用方法时，父类没有其子类中独有的方法，就会发生编译错误。

　　　　2）类型转换的类型：

　　　　　　向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

 父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

　　　　　　向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a; 

示例：　　　

abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  
​
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void catchMouse() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
​
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void watchHouse() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

　测试类：

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();                // 调用的是 Cat 的 eat
​
        // 向下转型  
        Cat c = (Cat)a;       
        c.catchMouse();         // 调用的是 Cat 的 catchMouse
    }  
}

　　　　3）转型异常（ClassCastException）：

这就是出现转型异常代码（编译通过，运行错误）：

 public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
​
        // 向下转型  
        Dog d = (Dog)a;       
        d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
    }  
}

原因：明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

解决方式：Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验。

变量名 instanceof 数据类型 
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false

对出现转型异常的代码做以下修改：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
​
        // 向下转型  
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;       
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;       
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    }  
}

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