继承与多态

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继承与多态
继承

概述

由来

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。如图所示：

其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。

继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是： is-a 的关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

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. 类与类之间产生了关系，是多态的前提。
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{
	...
}
```
继承演示代码如下：
```
//定义员工类Employee作为父类
class Employee {	
	//定义name属性	
	String name;
	//定义员工的工作方法
	public void work() {
		System.out.println("尽心尽力地工作");
	}
}

//定义教师类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) {
		//创建一个教师类对象
		Teacher t = new Teacher();
		//为该员工类的name属性赋值
		t.name = "小明";
		//调用Teacher类中的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
	}
}
```
继承后的特点——成员变量

当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量，又产生了哪些影响呢？

成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。代码如下：
```
class Fu {
	//Fu中的成员变量
	int num = 5;
}

class Zi extends Fu {
	//Zi中的成员变量
	int num2 = 6;
	//Zi中的成员方法
	public void show() {
		//访问父类中的num
		System.out.println("Fu num = "+num); //继承而来，所以直接访问。			
		//访问子类中的num2
		System.out.println("Zi num2 = "+num2);
	}
}

class ExtendsDemo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		Zi z = new Zi();
		//调用子类中的show()方法
		z.show();
	}
}

演示结果：
Fu num = 5
Zi num2 = 6
```
成员变量重名

如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：
```
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;
	//Zi中的成员方法
	public void show() {
		//访问父类中的num
		System.out.println("Fu num = "+num); 			
		//访问子类中的num
		System.out.println("Zi num = "+num);
	}
}

class ExtendsDemo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		Zi z = new Zi();
		//调用子类中的show()方法
		z.show();
	}
}

演示结果：
Fu num = 6
Zi num = 6
```
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 。

使用格式：
```
super.父类成员变量名
```
子类方法需要修改，代码如下：
```
class Zi extends Fu {
	//Zi中的成员变量
	int num = 6;
	//Zi中的成员方法
	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 = "+num);
	}
}

演示结果：
Fu num = 5
Zi num = 5
```
小贴士：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。

继承后的特点——成员方法

当类之间产生了关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？

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。代码如下：
```
class Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Fu类中的show方法执行");
	}
}
class Zi extends Fu {
	public void show2() {
		System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
	}
}
public class ExtendsDemo04 {
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
		//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
		z.show();
		z.show2();
	}
}
演示结果：
Fu类中的show方法执行
Zi类中的show2方法执行
```
成员方法重名——重写(Override)

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。
代码如下：
```
class Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Fu类中的show方法执行");
	}
}
class Zi extends Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Zi类中的show方法执行");
	}
}
public class ExtendsDemo04 {
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
		z.show();
	}
}
演示结果：
Zi类中的show方法执行
```
重写的应用

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。

super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法

注意事项
1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
继承后的特点——构造方法

当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？

首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。
1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：
  
  class Fu {
  private int n;
  Fu() {
  System.out.println("Fu()");
  }
  }
  class Zi extends Fu{
  Zi() {
  super(); //调用父类构造方法
  System.out.println("Zi()");
  }
  }
  public class ExtendsDemo07 {
  public static void main(String[] args) {
  Zi zi = new Zi();
  }
  }
  输出结果：
  Fu()
  Zi()
super和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：

super和this的含义
- super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
- this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。
super和this的用法
1. 访问成员
  
  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
2. 访问构造方法
  
  this(...) -- 本类的构造方法 super(...) -- 父类的构造方法
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。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。 super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

继承的特点
1. Java只支持单继承，不支持多继承。
  
  //一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。 class C extends A{} //ok class C exteds A,B... //error
2. Java支持多层继承(继承体系)。
  
  class A{} class B extends A{} class C extends B{}
顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object作为父类。
1. 子类和父类是一种相对的概念。
抽象类

概述

由来

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。

定义
- 抽象方法 ：没有方法体的方法。
- 抽象类：包含抽象方法的类。
abstract使用格式

抽象方法

使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

定义格式：
```
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；
```
代码举例：
```
public abstract void run()；
```
抽象类

如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。

定义格式：
```
abstract class 类名字 {

}
```
代码举例:
```
public abstract class Animal {
	public abstract void run();
}
```
抽象的使用

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。

代码举例：
```
public class Cat extends Animal {
	public void run() {
		System.out.println("小猫在墙头走");
	}
}
public class CatTest {
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat();
		c.run();
	}
}
输出结果：
小猫在墙头走
```
此时的方法重写，，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。

注意事项

关于抽象类的使用，以下为语法上要注意的细节，虽然条目较多，但若理解了抽象的本质，无需死记硬背。

1.抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。

理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。

2.抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。

理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。

3.抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。

4.抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该g子类也是抽象类。

理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。

继承的综合案例

群主发普通红包。某群有多名成员，群主给成员发普通红包。普通红包的规则：
1. 群主的一笔金额，从群主余额中扣除，平均分成n等份，让成员领取。
2. 成员领取红包后，保存到成员余额中。
请根据描述，完成案例中所有类的定义以及指定类之间的继承关系，并完成发红包的操作。

根据描述分析，得到如下继承体系

案例实现

定义用户类：
```
public class User {
	private String username;    //用户名
	private double leftMoney;   //余额

	//构造方法
	public User(){}

	public User(String username, double leftMoney) {
	    this.username = username;
   		this.leftMoney = leftMoney;
	}

	public String getUsername() {
    	return username;
	}

	public void setUsername(String username) {
    	this.username = username;
	}

	public double getLeftMoney() {
    	return leftMoney;
	}

	public void setLeftMoney(double leftMoney) {
    	this.leftMoney = leftMoney;
	}

	public void show() {
    	System.out.println("用户名:"+ username + ", 余额为:" + leftMoney + "元");
	}
}
```
定义群主类：
```
public class Qunzhu extends User {

	public Qunzhu(){}

	public Qunzhu(String username, double leftMoney) {
    	super(username, leftMoney);
	}
/*
    群主发红包，就是把一个浮点数的金额分成若干份。
    1.获取群主金额，是否够发红包 不够则返回null并提示 够则继续
    2.修改群主余额
    3.拆分红包
        3.1 如果能被整除就平均分
        3.2 如果不能 那么就把余数分给最后一份
 */
	public ArrayList<Double> send(double money, int count) {
    	double leftMoney = getLeftMoney();
    	if (money > leftMoney) {
        	return null;
    	}
    	//修改群主余额
    	setLeftMoney(leftMoney - money);
    	//创建一个集合，保存等份金额
    	ArrayList<Double> list = new ArrayList<>();
    	//扩大100倍，相当于折算成‘分’为单位，避免小数运算损失精度
    	money = money * 100;
    	//每份的金额
    	double m = money / count;
    	//不能整除的余数
    	double l = money % count;

    	for(int i = 0;i < count - 1; i++) {
        	list.add(m / 100.0);
    	}
    	if(l == 0) {
        	//能整除，最后一份金额与之前每份金额一致
        	list.add(m / 100.0);
    	} else {
        	//不能整除，最后一份金额为之前每份的金额+余数金额
        	list.add((m + 1) / 100.0);
    	}

    	return list;
	}
}
```
定义成员类：
```
public class Member extends User{
	public Member() {}

	public Member(String username, double leftMoney) {
    	super(username, leftMoney);
	}
	// 打开红包，就是从集合中随机取出一份保存到自己的余额中
	public void openHongbao(ArrayList<Double> list) {
    	Random r = new Random();
    	int index = r.nextInt(list.size());
    	Double money = list.remove(index);
    	setLeftMoney(money);
	}
}
```
测试类：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
    	Qunzhu qz = new Qunzhu("群主", 200);
    	Scanner sc = new Scanner(System.in);
    	System.out.println("请输入金额：");
    	double money = sc.nextDouble();
    	System.out.println("请输入个数：");
    	int count = sc.nextInt();

    	//发送红包
    	ArrayList<Double> sendList = qz.send(money,count);

    	if(sendList == null) {
        	System.out.println("余额不足...");
        	return;
    	}

    	Member m1 = new Member();
    	Member m2 = new Member();
    	Member m3 = new Member();

    	m1.openHongbao(sendList);
    	m2.openHongbao(sendList);
    	m3.openHongbao(sendList);

    	qz.show();
    	m1.show();
    	m2.show();
    	m3.show();
	}
}
```
接口

概述

接口，是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法，那么接口的内部主要就是封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型：数组、类、接口。

接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看作是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

定义格式
```
public interface 接口名称 {
	//抽象方法
	//默认方法
	//静态方法
	//私有方法
}
```
含有抽象方法

抽象方法：使用 abstract 关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。

代码如下：
```
public interface InterFaceName {
	public abstract void method();
}
```
含有默认方法和静态方法

默认方法：使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。

静态方法：使用 static 修饰，供接口直接调用。

代码如下：
```
public interface InterFaceName {
	public default void method() {
		//执行语句
	}
	public static void method2() {
		//执行语句
	}
}
```
含有私有方法和私有静态方法

私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

代码如下：
```
public interface InterFaceName {
	private void method() {
		//执行语句
	}
}
```
基本的实现

实现的概述

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。

非抽象子类实现接口：
1. 必须重写接口中所有抽象方法。
2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。
实现格式：
```
class 类名 implements 接口名 {
	// 重写接口中抽象方法【必须】
	// 重写接口中默认方法【可选】
}
```
抽象方法的使用

必须全部实现，代码如下：

定义接口：
```
public interface LivaAble {
	//定义抽象方法
	public abstract void eat();
	public abstract void sleep();
}
```
定义实现类：
```
public class Animal implements LiveAble {
	@Override
	public void eat() {
		System.out.println("吃东西");
	}
	@Override
	public void sleep() {
		System.out.println("晚上睡");
	}
}
```
测试类：
```
public class InterfaceDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		Animal a = new Animal();
		//调用实现后的方法
		a.eat();
		a.sleep();
	}
}
输出结果：
吃东西
晚上睡
```
默认方法的使用

可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用。

1.默认继承方法，代码如下：

定义接口：
```
public interface LiveAble {
	public default void fly() {
		System.out.println("天上飞");
	}
}
```
定义实现类：
```
public class Animal implements LiveAble {
	//继承，什么都不用谢，直接调用
}
```
测试类：
```
public class InterfaceDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		Animal a = new Animal();
		//调用默认方法
		a.fly();
	}
}
输出结果：
天上飞
```
2.重写默认方法，代码如下：

定义接口：
```
public interface LiveAble {
	public default void fly() {
		System.out.println("天上飞");
	}
}
```
定义实现类：
```
public class Animal implements LiveAble {
	@Override
	public void fly() {
		System.out.println("自由自在的飞");
	}
}
```
测试类：
```
public class InterfaceDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建子类对象
		Animal a = new Animal();
		//调用重写方法
		a.fly();
	}
}
输出结果：
自由自在的飞
```
静态方法的使用

静态与.class 文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用，代码如下：

定义接口：
```
public interface LiveAble {
	public static void run() {
		System.out.println("地上跑");
	}
}
```
定义实现类：
```
public class Animale implements LiveAble {
	//无法重写静态方法
}
```
测试类：
```
public class InterfaceDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// Animal.run(); //【错误】无法继承方法，也无法调用
		LiveAble.run();
	}
}
输出结果：
地上跑
```
私有方法的使用
- 私有方法：只有默认方法可以调用
- 私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用。
如果一个接口中有多个默认方法，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计的角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。

定义接口：
```
public interface LiveAble {
	default void func() {
		func1();
		func2();
	}
	private void func1(){
		System.out.println("func1~~");
	}
	private void func2(){
		System.out.println("func2~~");
	}
}
```
接口的多实现

之前学过，在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

实现格式：
```
class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1，接口名2，接口名3... {
	//重写接口中的抽象方法【必须】
	//重写接口中的默认方法【不重名时可选】
}
```
[]:表示可选操作

抽象方法

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。代码如下：

定义多个接口：
```
interface A {
	public abstract void showA();
	public abstract void show();
}
interface B {
	public abstract void showB();
	public abstract void show();
}
```
定义实现类：
```
public class C implements A,B{
	@Override
	public void showA() {
		System.out.println("showA");
	}
	@Override
	public void showB() {
		System.out.println("showB");
	}
	@Override
	public void show() {
		System.out.println("show");
	}
}
```
默认方法

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。代码如下：

定义多个接口：
```
interface A {
	public default void methodA(){}
	public default void method(){}
}
interface B {
	public default void methodB(){}
	public default void method(){}
}
```
定义实现类：
```
public class C implements A,B {
	@Override
	public void method() {
		System.out.println("method");	
	}
}
```
静态方法

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级的问题

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：

定义接口:
```
interface A {
	public default void methodA(){
		System.out.println("AAA");
	}
}
```
定义父类:
```
class B {
	public void methodA(){
		System.out.println("BBB");
	}
}
```
定义子类:
```
class C extends D implements A {
	//未重写methodA方法
}
```
测试类:
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		C c = new C();
		c.methodA();
	}
}
输出结果：
BBB
```
接口的多继承【了解】

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。代码如下：

定义父接口：
```
interface A {
	public default void method(){
		System.out.println("AAA");
	}
}
interface B {
	public default void method(){
		System.out.println("BBB");
	}
}
```
定义子接口：
```
interface D extends A,B {
	@Override
	public default void method() {
		System.out.println("DD");
	}
}
```
小贴士：
子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

其他成员特点
- 接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static ﬁnal修饰。
- 接口中，没有构造方法，不能创建对象。
- 接口中，没有静态代码块。
多态

概述

引入

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态描述的就是这样的状态。

定义
- 多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。
前提【重点】
1. 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】
多态的体现

多态体现的格式：
```
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。

代码如下：
```
Fu f = new Zi();
f.method();
```
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，执行的是子类重写后方法。

代码如下：

定义父类：
```
public abstract class Animal {
	public abstract void eat();
}
```
定义子类：
```
public Cat extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("吃鱼");
	}
}
public 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();
	}
}
输出结果：
吃鱼
吃骨头
```
多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：

定义父类：
```
public abstract class Animal {
	public abstract void eat();
}
```
定义子类：
```
public Cat extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("吃鱼");
	}
}
public Dog extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("吃骨头")；
	}
}
```
测试类：
```
public class Test_1 {
	public static void main(String[] args) {
    	Cat c = new Cat();
    	Dog d = new Dog();

    	showCatEat(c);
    	showDogEat(d);

    	/*
    	以上两个方法均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代，且执行效果一致
     	*/
    	showAnimalEat(c);
    	showAnimalEat(d);

	}
	public static void showCatEat(Cat c){
    	c.eat();
	}
	public static void showDogEat(Dog d){
    	d.eat();
	}
	public static void showAnimalEat(Animal a){
    	a.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。

引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

向上转型
- 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。
当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：
```
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如 Animal a = new Cat();
```
向下转型
- 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。
一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：
```
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如 Cat c = (Cat) a;
```
为什么要转型

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。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：
```
abstract class Animal {
	abstract void eat();
}

class Cat extends Animal {
	public void eat() {
		System.out.println("吃鱼");
	}
	public void catchMouse() {
		Sysetm.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：
```
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();
	}
}
```
转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//向上转型
		Animal a = new Cat();
		a.eat();
		//向下转型
		Dog d = (Dog)a;
		d.watchHouse();	//调用的是Dog的watchHouse 【运行报错】
	}
}
```
这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，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。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：
```
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。
```
所以，转换前，我们好先做一个判断，代码如下：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//向上转型
		Animal a = new Cat();
		a.eat();
		//向下转型
		if (a instanceof Cat) {
			Cat c = (Cat) a;
			c.catchMouse();
		} else if (a instanceof Dog) {
			Dog d = (Dog)a;
			d.watchHouse();
		}
	}
}
```
接口多态的综合案例

笔记本电脑（laptop）通常具备使用USB设备的功能。在生产时，笔记本都预留了可以插入USB设备的USB接口，但具体是什么USB设备，笔记本厂商并不关心，只要符合USB规格的设备都可以。

定义USB接口，具备基本的开启功能和关闭功能。鼠标和键盘要想能在电脑上使用，那么鼠标和键盘也必须遵守USB规范，实现USB接口，否则鼠标和键盘的生产出来也无法使用。

案例分析

进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘
- USB接口，包含开启功能、关闭功能
- 笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能
- 鼠标类，要实现USB接口，并具备点击的方法
- 键盘类，要实现USB接口，具备敲击的方法
案例实现

定义USB接口：
```
public interface USB {
	void open(); //开启功能
	void close(); //关闭功能
}
```
定义鼠标类：
```
public class Mouse implements USB {
	@Override
	public void open() {
    	System.out.println("鼠标开启，红灯亮");
	}

	@Override
	public void close() {
   		System.out.println("鼠标关闭，红灯灭");
	}

	public void click() {
    	System.out.println("鼠标点击");
	}
}
```
定义键盘类：
```
public class KeyBoard implements USB {
	@Override
	public void open() {
    	System.out.println("键盘开启，绿灯亮");
	}

	@Override
	public void close() {
    	System.out.println("键盘关闭，绿灯灭");
	}

	public void type() {
    	System.out.println("键盘打字");
	}	
}
```
定义笔记本类：
```
class Laptop {
	public void run() {
    	System.out.println("笔记本运行");
	}

	//笔记本使用usb设备，当笔记本对象调用这个功能时必须给其传递一个符合USB规则的USB设备
	public void useUSB(USB usb) {
    	if (usb != null) {
        	usb.open();
        	if (usb instanceof Mouse){
            	Mouse m = (Mouse) usb;
            	m.click();
        	} else if (usb instanceof KeyBoard) {
            	KeyBoard kb = (KeyBoard)usb;
            	kb.type();
        	}
        	usb.close();
    	}
	}

	public void shutDown() {
    	System.out.println("笔记本关闭");
	}
}
```
测试类：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
    	Laptop lt = new Laptop();
    	lt.run();

    	//创建鼠标实体对象
    	USB u = new Mouse();
    	//笔记本使用鼠标
    	lt.useUSB(u);
    	//创建键盘实体对象
    	USB kb = new KeyBoard();
    	//笔记本使用键盘
    	lt.useUSB(kb);

    	lt.shutDown();
	}
}
```
final关键字

概述

学习了继承后，我们知道，子类可以在父类的基础上改写父类内容，比如，方法重写。那么我们能不能随意的继承API中提供的类，改写其内容呢？显然这是不合适的。为了避免这种随意改写的情况，Java提供了 final 关键字，用于修饰不可改变内容。
- ﬁnal：不可改变。可以用于修饰类、方法和变量。
  
  类：被修饰的类，不能被继承。
  
  方法：被修饰的方法，不能被重写。
  
  变量：被修饰的变量，不能被重新赋值。
使用方式

修饰类

格式如下：
```
final class 类名 {

}
```
查询API发现像 public final class String 、 public final class Math 、 public final class Scanner等，很多我们学习过的类，都是被ﬁnal修饰的，目的就是供我们使用，而不让我们所以改变其内容。

修饰方法

格式如下：
```
修饰符 final 返回值类型 方法名(参数列表) {
	//方法体
}
```
重写被 final 修饰的方法，编译时就会报错。

修饰变量

1.局部变量——基本类型

基本类型的局部变量，被ﬁnal修饰后，只能赋值一次，不能再更改。

2.局部变量——引用类型

引用类型的局部变量，被ﬁnal修饰后，只能指向一个对象，地址不能再更改。但是不影响对象内部的成员变量值的修改，代码如下：
```
public class FinalDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建User对象
		final User u = new User();
		//创建另一个User对象
		u = new User(); //报错，指向了新的对象，地址值改变。
		//调用setName方法
		u.setName("张三"); //可以修改
	}
}
```
3.成员变量

成员变量涉及到初始化的问题，初始化方式有两种，只能二选一：
- 显示初始化：
  
  public class User {
  final String USERNAME = "张三";
  private int age;
  }
- 构造方法初始化：
  
  public class User {
  final String USERNAME;
  private int age;
  public User(String username, int age) {
  this.USERNAME = username;
  this.age = age;
  }
  }
被ﬁnal修饰的常量名称，一般都有书写规范，所有字母都大写。

权限修饰符

概述

在Java中提供了四种访问权限，使用不同的访问权限修饰符修饰时，被修饰的内容会有不同的访问权限。
- public：公共的
- protected：受保护的
- default：默认的
- private：私有的
不同权限的访问能力

public protected defalut(空的) private

同一类中 √ √ √

同一包中（子类与无关类） √ √ √

不同包的子类 √ √

不同包中的无关类 √

可见，public具有最大权限。private则是最小权限。

编写代码时，如果没有特殊的考虑，建议这样使用权限：
- 成员变量使用 private ，隐藏细节。
- 构造方法使用 public ，方便创建对象。
- 成员方法使用 public ，方便调用方法。
小贴士：不加权限修饰符，其访问能力与default修饰符相同

内部类

概述

什么是内部类

将一个类A定义在另一个类B里面，里面的那个类A就称为内部类，B则称为外部类。

成员内部类
- 成员内部类 ：定义在类中方法外的类。
定义格式：
```
class 外部类 {
	class 内部类 {

	}
}
```
在描述事物时，若一个事物内部还包含其他事物，就可以使用内部类这种结构。比如，汽车类 Car 中包含发动机类 Engine ，这时， Engine 就可以使用内部类来描述，定义在成员位置。

代码举例：
```
class Car {	//外部类
	class Engine {	//内部类

	}
}
```
访问特点
- 内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
- 外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。
创建内部类对象格式：
```
外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类型().new 内部类型()；
```
访问演示代码如下：

定义类：
```
public class Person {
	private boolean live = true;
	class Heart {
		public void jump() {
			//直接访问外部类成员
			if (live) {
				System.out.println("心脏在跳动");
			} else {
				Sysetm.out.println("心脏不跳了");
			}
		}
	}

	public boolean isLive() {
		return live;
	}
	public void setLive(boolean live) {
		this.live = live;
	}
}
```
测试类：
```
public class InnerDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建外部类对象
		Person p = new Person();
		//创建内部类对象
		Heart heart = p.new Heart();

		//调用内部类方法
		heart.jump();
		//调用外部类方法
		p.setLive(false);
		//调用内部类方法
		heart.jump;
	}
}
输出结果：
心脏在跳动
心脏不跳了
```
内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的.class文件，但是前面冠以外部类的类名和(符号。比如，Person)Heart.class

匿名内部类【重点】
- 匿名内部类 ：是内部类的简化写法。它的本质是一个 带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。
  开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了。以接口举例，当你使用一个接口时，似乎得做如下几步操作。
1. 定义子类
2. 重写接口中的方法
3. 创建子类对象
4. 调用重写后的方法
我们的目的，最终只是为了调用方法，那么能不能简化一下，把以上四步合成一步呢？匿名内部类就是做这样的快捷方式。

前提

匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口。

格式
```
new 父类名或者接口名() {
	//方法重写
	@Override
	public void method() {
		//执行语句
	}
};
```
使用方式

以接口为例，匿名内部类的使用，代码如下：

定义接口：
```
public abstract class FlyAble{
	public abstract void fly();
}
```
创建匿名内部类并调用：
```
public class InnerDemo {
	public static void main(String[] args) {
		/*
		1.等号右边:是匿名内部类，定义并创建该接口的子类对象 
		2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象 	
		*/
		FlyAble f = new FlyAble() {
			public void fly() {
				System.out.println("fly~");
			}
		};
		
		//调用fly方法，执行重写后的方法
		f.fly();
	}
}
```
通常在方法的形式参数是接口或者抽象类时，也可以将匿名内部类作为参数传递。代码如下：
```
public class InnerDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		/*         
		1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象         
		2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象        
		*/ 
		FlyAble f = new FlyAble() {
			public void fly() {
				System.out.println("fly~~");
			}
		};
		//将f传递给showFly方法中
		showFly(f);
	}
	public static void showFly(FlyAble f) {
		f.fly();
	}
}
```
以上两步，也可以简化为一步，代码如下：
```
public class InnerDemo3 {
	public static void main(String[] args) {
		/*         
		创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f)           
		*/
		showFly(new FlyAble(){
			public void fly() {
				System.out.println("fly~~");
			}
		}); 
	}
	public static void showFly(FlyAble f) {
		f.fly();
	}
}
```
引用类型用法总结

实际的开发中，引用类型的使用非常重要，也是非常普遍的。我们可以在理解基本类型的使用方式基础上，进一步去掌握引用类型的使用方式。基本类型可以作为成员变量、作为方法的参数、作为方法的返回值，那么当然引用类型也是可以的。

class作为成员变量

在定义一个类Role（游戏角色）时，代码如下：
```
class Role {
	int id;	//角色id
	int blood; //生命值
	String name; //角色名称
}
```
使用 int 类型表示角色id和生命值，使用 String 类型表示姓名。此时， String 本身就是引用类型，由于使用的方式类似常量，所以往往忽略了它是引用类型的存在。如果我们继续丰富这个类的定义，给 Role 增加武器，穿戴装备等属性，我们将如何编写呢？

定义武器类，将增加攻击能力：
```
class Weapon { 
	String name; //武器名称
	int hurt; //伤害值
}
```
定义穿戴盔甲类，将增加防御能力，也就是提升生命值：
```
class Armour {
	String name; //装备名称
	int protect; //防御值
}
```
定义角色类：
```
class Role {
	int id;
	int blood;
	String name;
	//添加武器属性
	Weapon wp;
	//添加盔甲属性
	Armour ar;

	//提供get/set方法
	public Weapon getWp() {
		return wp;
	}
	public void setWeapon(Weapon wp) {
		this.wp = wp;
	}
	public Armour getArmour() {
		return ar;
	}
	public void setArmour(Armour ar) {
		this.ar = ar;
	}
	//攻击方法
	public void attack() {
		System.out.println("使用"+wp.getName() + ", 造成"+wp.getHurt()+"点伤害");
	}
	//穿戴盔甲
	public void wear() {
		//增加防御就是增加blood值
		this.blood += ar.getProtect();
		System.out.println("穿上"+ar.getName()+", 生命值增加"+ar.getProtect());
	}
}
```
测试类：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建Weapon对象
		Weapon wp = new Weapon("屠龙宝刀", 99999);
		//创建Armour对象
		Armour ar = new Armour("麒麟甲",10000);
		//创建Role对象
		Role r = new Role();
		//设置属性
		r.setWeapon(wp);
		r.setArmour(ar);
		r.attack();
		r.wear();
	}
}
输出结果：
使用屠龙宝刀，造成99999点伤害
穿上麒麟甲，生命值增加10000
```
类作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上是赋给它该类的一个对象。

interface作为成员变量

接口是对方法的封装，对应游戏当中，可以看作是扩展游戏角色的技能。所以，如果想扩展更强大技能，我们在Role 中，可以增加接口作为成员变量，来设置不同的技能。

定义接口：
```
//法术攻击
public interface FaShuSkill {
	public abstract void FaShuAttack();
}
```
定义角色类：
```
public class Role {
	FaShuSkill fs;
	public void setFaShuSkill(FaShuSkill fs) {
		this.fs = fs;
	}
	//法术攻击
	public void FaShuSkillAttack() {
		System.out.print("发动法术攻击:");
		fa.FaShuAttack();
		System.out.println("攻击完毕");
	}
}
```
测试类：
```
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建游戏角色
		Role role = new Role();
		//设置角色法术技能
		role.setFaShuSkill(new FaShuSkill(){
			@Override
			public void FaShuAttack() {
				System.out.println("纵横天下");
			}
		});
		//发动法术攻击
		role.FaShuSkillAttack();
		//更换技能
		role.setFaShuSkill(new FaShuSkill() {
			@Override
			public void FaShuAttack() {
				System.out.println("逆转乾坤")；
			}
		})；
		//发动法术攻击
		role.FaShuSkillAttack();
	}
}
输出结果：
发动法术攻击:纵横天下 
攻击完毕 
发动法术攻击:逆转乾坤 
攻击完毕 
```
我们使用一个接口，作为成员变量，以便随时更换技能，这样的设计更为灵活，增强了程序的扩展性。

接口作为成员变量时，对它进行赋值的操作，实际上，是赋给它该接口的一个子类对象。

interface作为方法参数和返回值类型

当接口作为方法的参数时,需要传递什么呢？当接口作为方法的返回值类型时，需要返回什么呢？对，其实都是它的子类对象。 ArrayList 类我们并不陌生，查看API我们发现，实际上，它是 java.util.List 接口的实现类。所以，当我们看见 List 接口作为参数或者返回值类型时，当然可以将 ArrayList 的对象进行传递或返回。

请观察如下方法：获取某集合中所有的偶数。

定义方法：
```
public static List<Integer> getEvenNum(List<Integer> list){
    //创建保存偶数的集合
    ArrayList<Integer> evenList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < list.size(); i++){
        Integer integer = list.get(i);
        if(integer % 2 == 0) {
            evenList.add(integer);
        }
    }
    /*
    返回偶数集合
    因为getEvenNum方法的返回值类型是List，而ArrayList是List的子类，所以evenList可以返回
     */
    return evenList;
}
```
调用方法：
```
public static void main(String[] args) {
    //创建ArrayList集合，并添加数字
    ArrayList<Integer> srcList = new ArrayList<>();
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
        srcList.add(i);
    }
    /*        
    获取偶数集合          
    因为getEvenNum方法的参数是List,而ArrayList是List的子类,          
    所以srcList可以传递          
    */
    List list = getEvenNum(srcList);
    System.out.println(list);
}
```
接口作为参数时，传递它的子类对象。

接口作为返回值类型时，返回它的子类对象。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/p1ng/p/12244063.html

public	protected	defalut(空的)	private
同一类中	√	√	√
同一包中（子类与无关类）	√	√	√
不同包的子类	√	√
不同包中的无关类	√

继承

概述

由来

定义

好处

继承的格式

继承后的特点——成员变量

成员变量不重名

成员变量重名

继承后的特点——成员方法

成员方法不重名

成员方法重名——重写(Override)

重写的应用

继承后的特点——构造方法

super和this

父类空间优先于子类对象产生

super和this的含义

super和this的用法

继承的特点

抽象类

概述

由来

定义

abstract使用格式

抽象方法

抽象类

抽象的使用

注意事项

继承的综合案例

接口

概述

定义格式

含有抽象方法

含有默认方法和静态方法

含有私有方法和私有静态方法

基本的实现

实现的概述

抽象方法的使用

默认方法的使用

静态方法的使用

私有方法的使用

接口的多实现

抽象方法

默认方法

静态方法

优先级的问题

接口的多继承【了解】

其他成员特点

多态

概述

引入

定义

前提【重点】

多态的体现

多态的好处

引用类型转换

向上转型

向下转型

为什么要转型

转型的异常

接口多态的综合案例

案例分析

案例实现

final关键字

概述

使用方式

修饰类

修饰方法

修饰变量

权限修饰符

概述

不同权限的访问能力

内部类

概述

什么是内部类

成员内部类

访问特点

匿名内部类【重点】

前提