Java探索之旅(8)——继承与多态

1父类和子类：

❶父类又称基类和超类（super class）子类又称次类和扩展类。同一个package的子类可以直接(不通过对象)访问父类中的(public，缺省，protected)数据和方法。

❷扩展关键字：extends。倘若子类Circles,父类GeometricObject。定义：

public class Circles extends GeometricObject

❸Java只容许单一继承，即一个类只能继承自1个父类。多重继承使用接口实现。

2.子类使用父类的构造函数

❶super关键字：调用父类的构造方法----super()和super(parameters)分别可在子类构造函数中显式地调用父类的构造方法。注意必须出现在子类构造方法的第1行。

❷构造方法链：构造一个类，会继承链中各层次基类的所有构造方法。构造子类对象时，系统会首先调用父类的构造方法，以此嵌套调用至最前一层父类。这里的构造方法隐式为无参构造方法。

❸应该为各类提供无参数构造方法。倘若某个仅有带参构造法的派生类作为基类派生，由于系统不再默认提供无参构造法，故构造方法链在此会出现编译错误。

3.覆盖与重载

    ❶方法覆盖：即子类修改父类的实例方法。可覆盖的方法要求是可访问的，且子类的覆盖不能削弱父类方法的访问特性(即父类的protected方法，子类覆盖可以public和protected；父类的public方法，子类只能是public)。
    为了覆盖父类方法，必须具有相同的签名，方法名，返回类型。倘若签名不同，则变为重载。

    ❷静态方法不能被覆盖。如果父类的静态方法在子类中重定义(仍旧要求同名同签名同返回类型)，则父类的静态方法将会被隐藏，但是可以使用【父类名+'.'+静态方法名】显式调用。
    父类和子类同名的静态方法，若返回类型相异，直接导致出错，若不同的签名则是重载而非覆盖。

public class StudyInheritance{
	public static void main(String[] args)
	   {A I=new A();//先调用C的无参构造函数
		 A.p();//调用的为A的静态方法，基类C的被隐藏
		 C.p();//使用类名调用C的静态方法}}

class C
     {protected int data;
      C(){System.out.println("Call C Constructor1!");}
      C(int d){data=d;System.out.println("Call C Constructor!2");}
      protected static void p(){System.out.println("static C method p");}}

class A extends C
     {A(){System.out.println("Call A Constructor!");}
      public static void p(){
	 System.out.println("static A method p");}}

输出：

           Call C Constructor1!
           Call A Constructor!
           static A method p
           static C method p

4.多态与动态绑定

❶面向对象的3个特点：封装、继承和多态。

❷多态性：使用父类型的地方(比如父类为函数参数)都可以使用子类型，即父类型的变量可以引用子类的变量。

    ❸动态绑定：如前描叙，一个方法可以在父类定义但是在子类覆盖。但是子类对象优先使用子类的(覆盖父类的)方法，类似C++的虚函数。
    ❹Java中未指定继承性的类，默认其父类是java.lang.Object。即所有的类均是Object类的子类，即他们都继承了Object类的toString()函数，该方法返回“对象所属派生类+@+16进制地址”。

    例如：对于Object中方法toString()。倘若有一个类A派生自Object，中间有若干层派生，则基类Object中的public函数toString()被A的toString()覆盖。那么究竟使用基类还是派生类的toString呢？
                               String str=O.toString();
                               Object Obj=new A();
    注意到对象Obj的声明类型为Object，实际类型是A。实际上Obj使用的toString()，由实际使用类型(即 A)决定的，即动态绑定。Java虚拟机将会从类A开始，依次向每一层基类回溯，找到第一个toString()执行。

5.对象转换和instanceof运算符

❶一般而言。将变量定义为父类型引用，这就可以指向任意子类型的对象。若要使用派生类的函数，必须显式将【声明为基类引用变量，但是实际指向派生类】的引用，即显式转换。如下：

                          class A extends Obeject
                              {int data;
                               function(){.........}; }
                          Obeject myObject= new A();//隐式转换，基类引用变量指向派生类对象
                          if(myObject instanceof A)
                               ((A)myObject).function();//为了使用派生类的函数，必须显式说明

    ❷是声明类型决定在编译时候匹配哪个方法，因此必须显式地告诉编译器，基类型引用变量myObeject具体指向哪一类型的对象,然后才能调用A区别于基类Obeject的成员函数(即不是覆盖函数，而是基类没有的数据和方法，即所谓子类的特性)。
      关键字 instanceof 判断声明的基类类型引用变量，是否实际指向某个派生类的对象。

❸动态绑定决定调用最靠近子类对象的覆盖函数。对象转换则用来调用子类中的特性数据域和方法域

6.Object中的equals方法

❶作用：判断两个引用变量是否指向同一个对象(等同“==”)。返回true,否则返回false。并没有实际检查是否内容相同。默认实现为：

              public boolean equals(Object obj)
                           {return (this==obj);}

   public class Animal{........}
   Animal  animal1=new Dog();
   Animal  animal2=new  Cat();
   Animal  animal3=animal1;

   animal1==animal2   (False)
   animal1.equals(animal2)  (False)

   animal1==animal3   (True)
   animal1.equals(animal3)   (True)

    ❷JDK类中有一些类覆盖了Object类的equals()方法。比较规则为：如果两个对象的类型一致且内容一致，则返回true。这些类有：java.io.file，java.util.Date，java.lang.string，包装类（Integer,Double）。

   相反，“==”此时不具备内容比较功能。

Integer  int1=new Integer(1);
Integer int2=new Integer(1);

String str1=new String("hello");
String str2=new String("hello");

int1==int2;//false,不同引用对象
int1.equals(int2);//TRUE，相同内容

str1==str2;//False，不同引用对象
str1.equals(str2);//True，相同内容

❸可自定义覆盖object类的equals()方法，重新定义比较规则。

下面Person类的equals()比较规则为：只要两个对象都是Person类，并且他们的属性name都相同，则比较结果为true,否则返回false

public class Person{
   private String name;
   Person(String name)
     {this.name=name;}
   public boolean equals(Object o){
     if (this==null) return true;
     else if (!o instanceof Person) return false;
     final Person other=(Person)o;
     if (this.name().equals(other.name()))
       return true;
     else
       return false;
    }
}

注意：在重写equals方法时，要注意满足离散数学上的特性

   ①自反性：对任意引用值X，x.equals(x)的返回值一定为true.
   ②对称性：当且仅当y.equals(x)返回值为true时，x.equals(y)的返回值一定为true;
   ③传递性：如果x.equals(y)=true, y.equals(z)=true,则x.equals(z)=true
   ④一致性：如果参与比较的对象没任何改变，则对象比较的结果也不应该有任何改变
   ⑤非空性：任何非空的引用值X，x.equals(null)的返回值一定为false

7.防止扩展和覆盖

❶为了防止类的扩散，使用final修饰符表明一个类是终极类。如Math类就是终极类。

                         final public class{........};

❷final关键字也可以用来定义终极方法，其不能被子类方法覆盖

                         public final void function{......}

❸所有的修饰符中，只有final还可以修饰方法的局部变量，所谓的终极局部变量即常量。

8.实例

   ❶定义Person类。数据域为姓名、地址、电话、邮箱
   ❷扩展Student。数据域还包括班级
   ❸扩展Employ。数据域还包括办公室、工资、受聘日期。
   ❹使用super关键字调用父类构造函数和父类被覆盖的方法toString()。
   ❺使用instanceof关键字判断基类引用变量的具体指向

package test11_2;
public class Person {
    protected String name;
    protected String address;
    protected String phone;
    protected String email;

    Person(){this(null,null,null,null);}//无参调用有参
    Person(String a,String b,String c,String d)
       {name=a;address=b;phone=c;email=d;}

    public String getName(){return this.name;}
    public String getAddress(){return this.address;}
    public String getPhone(){return this.phone;}
    public String getEmail(){return this.email;}

    public  String toString()
    {
    		return name+"\nAddress :"+address+"\nPhone:"+phone+"\nEmail :"+email;
    }
}

class Student extends Person
{
	protected static int classState;
	Student(){classState=1;}
	Student(String a,String b,String c,String d,final int e)
	   {super(a,b,c,d);//super调用父类构造函数
		classState=e;}

	public int getClassState(){return Student.classState;}

	public  String toString()
      {return "Student---"+super.toString()+"\nClass :"+classState;}//函数覆盖
}

class Employ extends Person
{
	protected String office;
	protected int salary;
	MyData data;
	Employ(){this(null,null,null,null,null,0,null);}//无参调用有参
	Employ(String a,String b,String c,String d,String e,int f,MyData g)
	  {super(a,b,c,d);//super调用父类构造函数
		this.office=e;
		this.salary=f;
		this.data=g;}
    public  String toString()
      {return "Employ---"+super.toString()+"\nOffice :"+office+"\nSalary :"+salary+"\n"+data.toString();}
}

class MyData
{
	protected int year,month,day;
    MyData(){this(0,0,0);}
    MyData(int a,int b,int c){year=a;month=b;day=0;}
    public String toString()
       {return "The Hired data is :"+year+"-"+month+"-"+day;}
}

     测试类

package test11_2;
public class TestPerson {
	public static void main(String[] args)
	{
		//声明为基类引用，指向子类对象
		Person obj1=new Student("李四","湖北荆门","182155107","abcde@163.com",3);
		Person obj2=new Employ("王五","湖北孝感","155456782","CHpdn@live.com","KB545",12000,new MyData(2011,2,3));

		print(obj1);
		print(obj2);
	}

	// instanceof 判断具体实例对象
	static void print(Person obj)
	{
		if(obj instanceof Student)
			System.out.println(((Student)obj).toString());//(Student)类型显式转换
		else if(obj instanceof Employ)
			System.out.println(((Employ)obj).toString());//(Employ)类型显式转换
		else if(obj instanceof Person)
			System.out.println(obj.toString());
		else
			System.out.println("Wrong input!");
	}
}