Java之封装，继承，多态

一，前言

​ 今天总结一下关于Java的三大特性，封装，继承，多态。其实关于三大特性对于从事编程人员来说都是基本的了，毕竟只要接触Java这些都是先要认识的，接下来就系统总结一下。

二，封装

​ 先来说说特性之一：封装

2.1，什么是封装

​ 封装（Encapsulation）是面向对象方法的重要原则，就是把对象的属性和操作（或服务）结合为一个独立的整体，并尽可能隐藏对象的内部实现细节。

• 将类的某些信息隐藏在类的内部，不允许外部程序进行直接的访问调用。
• 通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。
• 隐藏对象的信息。
• 留出访问的对外接口。

​ 举个比较通俗的例子，比如我们的USB接口。如果我们需要外设且只需要将设备接入USB接口中，而内部是如何工作的，对于使用者来说并不重要。而USB接口就是对外提供的访问接口。

​ 说了这么多，那为什么使用封装？

2.2，封装的特点

• 对成员变量实行更准确的控制。
• 封装可以隐藏内部程序实现的细节。
• 良好的封装能够减少代码之间的耦合度。
• 外部成员无法修改已封装好的程序代码。
• 方便数据检查，有利于保护对象信息的完整性，同时也提高程序的安全性。
• 便于修改，体高代码的可维护性。

2.3，封装的使用

• 使用private修饰符，表示最小的访问权限。

• 对成员变量的访问，统一提供setXXX，getXXX方法。

  下面请看一个Student实体对象类：

  public class Student implements Serializable {
  
      private Long id;
      private String name;
      private Integer sex;
  
      public Long getId() {
          return id;
      }
  
      public void setId(Long id) {
          this.id = id;
      }
  
      public String getName() {
          return name;
      }
  
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
  
      public Integer getSex() {
          return sex;
      }
  
      public void setSex(Integer sex) {
          this.sex = sex;
      }
  }
  
  

  分析：对于上面的一个实体对象，我想大家都已经很熟悉了。将对象中的成员变量进行私有化，外部程序是无法访问的。但是我们对外提供了访问的方式，就是set和get方法。

  ​ 而对于这样一个实体对象，外部程序只有赋值和获取值的权限，是无法对内部进行修改，因此我们还可以在内部进行一些逻辑上的判断等，来完成我们业务上的需要。

  ​ 到这里应该就明白封装对于我们的程序是多么重要。下面再来说说继承的那点事。

  三，继承

  3.1，什么是继承

  ​ 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。当然，如果在父类中拥有私有属性(private修饰)，则子类是不能被继承的。

  3.2，继承的特点

  1，关于继承的注意事项：

  ​ 只支持单继承，即一个子类只允许有一个父类，但是可以实现多级继承，及子类拥有唯一的父类，而父类还可以再继承。

  ​ 子类可以拥有父类的属性和方法。

  ​ 子类可以拥有自己的属性和方法。

  ​ 子类可以重写覆盖父类的方法。

  2，继承的特点：

     提高代码复用性。
  
     父类的属性方法可以用于子类。
  
     可以轻松的定义子类。
  
     使设计应用程序变得简单。
  

  3.3，继承的使用

  ​ 1，在父子类关系继承中，如果成员变量重名，则创建子类对象时，访问有两种方式。

  a，直接通过子类对象访问成员变量

  ​ 等号左边是谁，就优先使用谁，如果没有就向上找。

  b，间接通过成员方法访问成员变量

  该方法属于谁，谁就优先使用，如果没有就向上找。

  public class FU {
      int numFU = 10;
      int num = 100;
      public void method(){
          System.out.println("父类成员变量："+numFU);
      }
      public void methodFU(){
          System.out.println("父类成员方法!");
      }
  }
  

  public class Zi extends FU{
      int numZi = 20;
      int num = 200;
      public void method(){
          System.out.println("子类成员变量："+numFU);
      }
      public void methodZi(){
          System.out.println("子类方法！");
      }
  }
  

  public class ExtendDemo {
      public static void main(String[] args) {
          FU fu = new FU();
          // 父类的实体对象只能调用父类的成员变量
          System.out.println("父类：" + fu.numFU);   // 结果：10
  
          Zi zi = new Zi();
          System.out.println("调用父类：" + zi.numFU); // 结果：10
          System.out.println("子类：" + zi.numZi);   // 结果：20
  
          /** 输出结果为200，证明在重名情况下，如果子类中存在则优先使用，
           *  如果不存在则去父类查找，但如果父类也没有那么编译期就会报错。
           */
          System.out.println(zi.num); // 结果：200
          /**
           * 通过成员方法调用成员变量
           */
          zi.method();    // 结果：10
      }
  }
  

  2，同理：

  ​ 成员方法也是一样的，创建的对象是谁，就优先使用谁，如果没有则直接向上找。
  
  ​ 注意事项：

  ​ 无论是成员变量还是成员方法，如果没有都是向上父类中查找，绝对不会向下查找子类的。

  3，在继承关系中，关于成员变量的使用：

  ​ 局部成员变量：直接使用
  
  ​ 本类成员变量：this.成员变量
  
  ​ 父类成员变量：super.父类成员变量

  int numZi = 10;
   public void method() {
     int numMethod = 20;
     System.out.println(numMethod);  // 访问局部变量
     System.out.println(this.numZi); // 访问本类成员变量
     System.out.println(super.numFu); // 访问本类成员变量
  }
  

  3.4，重写，重载

  ​ 重写(override)

  ​ 是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！

  class Animal{
     public void move(){
        System.out.println("动物行走！");
     }
  }
  
  class Dog extends Animal{
     public void move(){
        System.out.println("狗可以跑和走");
     }
  }
  
  public class TestDog{
     public static void main(String args[]){
        Animal a = new Animal(); // Animal 对象
        Animal b = new Dog(); // Dog 对象
        a.move();// 执行 Animal 类的方法
        b.move();//执行 Dog 类的方法
     }
  }
  

  ​ 重写的规则：

  ​ 1，参数列表必须与被重写方法相同。

  ​ 2，访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低（public>protected>(default)>private）。

  ​ 3，父类成员的方法只能被它的子类重写。

  ​ 4，被final修饰的方法不能被重写。

  ​ 5，构造方法不能

  重载(overload)

  ​ 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

  ​ 最常用的地方就是构造器的重载。

   public class Overloading {
       public int test(){
           System.out.println("test1");
           return 1;
       }
       public void test(int a){
           System.out.println("test2");
       }
       //以下两个参数类型顺序不同
       public String test(int a,String s){
           System.out.println("test3");
           return "returntest3";
       }
       public String test(String s,int a){
           System.out.println("test4");
           return "returntest4";
       }
       public static void main(String[] args){
           Overloading o = new Overloading();
           System.out.println(o.test());
           o.test(1);
           System.out.println(o.test(1,"test3"));
           System.out.println(o.test("test4",1));
       }
   }

​ 重载规则：

​ 1，被重载的方法必须改变参数列表（参数个数或者类型不一样）。

​ 2，被重载的方法可以改变返回类型。

​ 3，被重载的方法可以改变访问修饰符。

3.5，this，super关键字

super()关键字的用法

​ 1，子类的成员方法中，访问父类的成员变量。

​ 2，子类的成员方法中，访问父类的成员方法。

3，子类的构造方法中，访问父类的构造方法。

this关键字用法：

​ 1，本类成员方法中，访问本类的成员变量。

​ 2，本类成员方法中，访问本类的另一个成员方法。

3，本类的构造方法中，访问本类的另一个构造方法。

​ 注意：

• this关键字同super一样，必须在构造方法的第一个语句，且是唯一的。
• this与super不能同时存在。

3.6，构造器

​ 继承关系中，父子类构造方法的访问特点：

​ 1，在子类构造方法中有一个默认隐含的super();调用，因此一定是先调用父类构造方法，再调用子类构造方法。

​ 2，子类构造可以通过super();调用父类的重载构造。(重载)

​ 3，super();的父类调用构造方法，必须在子类构造中的第一行，就是第一个;号结束的元素，并且只能调用一次。

3.7，关于继承的注意事项：

​ 1，Java语言是单继承的，一个子类只能有唯一一个父类

​ 2，Java语言可以是多级继承，一个子类有一个父类，一个父类还可以有一个父类。

​ 3，一个子类只有一个父类，但是一个父类可以有多个子类。

四，多态

4.1，什么是多态

​ 多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

4.2，多态的特点

​ 1，消除类型之间的耦合关系，实现低耦合。

​ 2，灵活性。

​ 3，可扩充性。

​ 4，可替换性。

4.3，多态的体现形式

• 继承

• 父类引用指向子类

• 重写

  ​ 注意：在多态中，编译看左边，运行看右边

   public class MultiDemo {
       public static void main(String[] args) {
           // 多态的引用，就是向上转型
           Animals dog = new Dog();
           dog.eat();

           Animals cat = new Cat();
           cat.eat();

           // 如果要调用父类中没有的方法，则要向下转型
           Dog dogDown = (Dog)dog;
           dogDown.watchDoor();

       }
   }
   class Animals {
       public void eat(){
           System.out.println("动物吃饭！");
       }
   }
   class Dog extends Animals{
       public void eat(){
           System.out.println("狗在吃骨头！");
       }
       public void watchDoor(){
           System.out.println("狗看门！");
       }
   }
   class Cat extends Animals{
       public void eat(){
           System.out.println("猫在吃鱼！");
       }
   }

4.4，向上转型

1，格式：父类名称 对象名 = new 子类名称();
      含义：右侧创建一个子类对象，把它当作父类来使用。
      注意：向上转型一定是安全的。
      缺点：一旦向上转型，子类中原本特有的方法就不能再被调用了。

五，接口

​ 最后，关于接口方面的细节，不同版本之间的区别。

问题描述：

​ 现在接口中需要抽取一个公有的方法，用来解决默认方法中代码重复的问题。

​ 但是这个共有的方法不能让实现类实现，所以应该设置为私有化。

在JDK8之后：

​ 1，default修饰，接口里允许定义默认的方法，但默认方法也可以覆盖重写。

​ 2，接口里允许定义静态方法。

在JDK9之后：

​ 1，普通私有方法，解决多个默认方法之间代码重复的问题。

​ 2，静态私有化，解决多个静态方法之间代码重复问题。

​ 接口的注意事项：

​ 1，不能通过接口的实现类对象去调用接口中的静态方法。

​ 正确语法：接口名称调用静态方法。

接口当中的常量的使用：

​ 1，接口当中定义的常量：可以省略public static final。

​ 2，接口当中定义的常量：必须进行赋值。

​ 3，接口当中定义的常量：常量的名称要全部大写，多个名称之间使用下划线进行分割。

使用接口的注意事项：

​ 1，接口是没有静态代码块或者构造方法

​ 2，一个类的直接父类是唯一的，但是一个类可以同时实现多个接口。

​ 3，如果实现类没有覆盖重写接口中所有的抽象方法，那么实现类就必须是一个抽象类

​ 4，如果实现类中实现多个接口，存在重复的抽象方法，那么只需要覆盖重写一次即可。

​ 5，在Java中，如果实现类的直接继承父类与实现接口发生冲突时，父类优先级高于接口。

接口之间的关系：

​ 1，多个接口之间是继承关系。

​ 2，多个父接口当中默认方法如果重复，那么子接口必须进行默认方法的覆盖重写。

六，总结

​ 关于Java的特性基本总结完毕，当然还有一些细节没有完善。其实对于这些Java基础一定要掌握并熟记，因为这与我们的实际开发密切相关，好的编码习惯才能铸就好的产品，才能被社会认可。

​ 以上总结均是自己学习所得，如有不适之处，还请留言（邮箱）指教。

感谢阅读！

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