面向对象的三大特征——封装、继承、多态（&常用关键字）

　　一、封装　　Encapsulation

在面向对象程式设计方法中，封装是指，一种将抽象性函式接口的实作细节部份包装、隐藏起来的方法。

封装的概念（针对服务器开发，保护内部，确保服务器不出现问题）

将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问（用private进行封装）

封装的优点

1、只能通过规定方法访问

2、隐藏类的实现细节

3、方便加入控制语句

4、方便修改实现

实现封装的步骤

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

 1 package com.jredu.ch11;
 2 //品牌，型号，颜色，时速； 方法包括：启动，停止
 3 public class Car {
 4     private String brand;
 5     private String type;
 6     private String color;
 7     private String speed;
 8
 9     public Car(String brand, String type, String color, String speed) {
10         super();
11         this.brand = brand;
12         this.type = type;
13         this.color = color;
14         this.speed = speed;
15     }
16     public Car() {
17         super();
18     }
19     public Car(String brand, String type, String color) {
20         super();
21         this.brand = brand;
22         this.type = type;
23         this.color = color;
24     }
25
26
27     public String start(){
28         return getColor()+getBrand()+getType()+"启动";
29     }
30     public String stop(){
31         return getColor()+getBrand()+getType()+"停止，该时速可达"+getSpeed();
32     }
33     public String getBrand() {
34         return brand;
35     }
36     public void setBrand(String brand) {
37         this.brand = brand;
38     }
39     public String getType() {
40         return type;
41     }
42     public void setType(String type) {
43         this.type = type;
44     }
45     public String getColor() {
46         return color;
47     }
48     public void setColor(String color) {
49         this.color = color;
50     }
51     public String getSpeed() {
52         return speed;
53     }
54     public void setSpeed(String speed) {
55         this.speed = speed;
56     }
57
58
59 }

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get和set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。

测试类代码

 1 package com.jredu.ch11;
 2
 3 public class CarTest {
 4     public static void main(String[] args) {
 5         Car car=new Car();
 6         car.setBrand("宝马");
 7         car.setType("M6");
 8         car.setColor("蓝色");
 9         car.setSpeed("370km/h");
10         System.out.println(car.getColor()+car.getBrand()+car.getType()+"启动");
11         Car car1=new Car("奔驰", "SEL100", "红色的");
12         System.out.println(car1.start());
13         Car car2=new Car("奥迪","A8","黑色","300km/h");
14         System.out.println(car2.stop());
15     }
16 }

以上代码编译运行结果如下:

 

　　二、继承　　　　Inherit

　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。

　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。

何时使用继承

　　继承与真实世界相似

符合is-a关系的设计即可使用继承

　　继承是代码重用的一种方式

将子类都有的属性和行为放到父类中

　　继承后的初始化顺序

父类属性——父类构造方法——子类属性——子类构造方法

有些父类不能被继承

　　1、子类不能访问父类里面的private成员

　   2、子类与父类不在同包，使用默认访问权限的成员 也不能被继承

　　3、构造方法不嫩被继承。

 　　　三、多态　　Polymorphim

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.

多态性是对象多种表现形式的体现。

　　多态存在的三个必要条件

1、要有继承；

2、要有重写；

3、父类引用指向子类对象。

　　多态的好处：

1.可替换性（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。

2.可扩充性（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。

3.接口性（interface-ability）。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完善或者覆盖这两个接口方法。

4.灵活性（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。

5.简化性（simplicity）。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

Java中多态的实现方式：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。

  

对于多态，可以总结以下几点：

一、使用父类类型的引用指向子类的对象；

二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量；

三、如果子类中重写了父类中的一个方法，那么在调用这个方法的时候，将会调用子类中的这个方法；（动态连接、动态调用）;

四、变量不能被重写（覆盖），"重写"的概念只针对方法，如果在子类中"重写"了父类中的变量，那么在编译时会报错。

引用类型转换

　　向上转型

父类引用子类

可见性：子类重写父类的方法

应用：多态

　　向下转型

强制类型转换，父类转换子类

应用：类型的还原

从上面可以看出小类型是可以转化为大类型的，是安全的；　　大类型转化为小类型则不安全。

使用instanceof来判断一个大类型对象强制转化为小类型是否会溢出，即不安全。

instanceof

判断一个对象是否属于一个类或者实现了一个接口

强制类型转换之前通过instanceof运算符检查对象的真实类型，可以避免类型转换异常，从而提高代码健壮性

(if printer instanceof ColorPrinter)

//父类转子类需要强制转换

((ColorPrinter)printer).colorprint();

   　　

关键字

　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。

　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）。

　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。

　　访问父类属性 super.name；

　　访问父类方法 super.print（）；

this关键字：指向自己的引用。

　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：

加上final后可以被调用但不能被修改

　　

　　abstract关键字

Java中也是用抽象类，限制实例化——可以用abstract将其限制

abstract也可用于方法——抽象方法

抽象方法没有方法体

抽象方法必须在抽象类里

抽象方法必须在子类中被发现，除非子类是抽象类（如果子类是抽象类，就往下找，直到有子类能实现）

　　static关键字

static可以用来修饰属性、方法和代码

static修饰的属性和方法称为类属性（类变量）、类方法

父类和子类中都有static变量，初始化顺序：

父类--静态变量

父类--静态初始化块

子类--静态变量

子类--静态初始化块 init

子类main方法

父类--变量

父类--初始化块

父类--构造器

子类--变量

子类--初始化块

子类--构造器

变量和初始化块是同级的

　　重写(Override)与重载(Overload)

方法重载：指同一个类中多个方法

　　方法名相同 （与返回值、访问修饰符无关）

　　参数列表不同 （类型、数量、顺序）

　　构造函数重载

重载(overloading) 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。

重载规则

• 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型或顺序不一样)；
• 被重载的方法可以改变返回类型；
• 被重载的方法可以改变访问修饰符；
• 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
• 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
• 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

方法重写

　　规则

　　在继承关系的子类中

　　重写的方法名、参数名、返回值类型必须与父类相同

　　私有方法不能继承因而也无法重写

　　修饰符只能比父类范围更加宽泛

• 参数列表必须完全与被重写方法的相同；
• 返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同；
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
• 父类的成员方法只能被它的子类重写。
• 声明为final的方法不能被重写。
• 声明为static的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为private和final的方法。
• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为public和protected的非final方法。
• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，
• 或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
• 构造方法不能被重写。
• 如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法。