JAVA学习笔记——继承和多态

走开走开

Java类的封装

简述：
封装将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，只能通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。
封装的特点：

• 只能通过规定的方法访问数据。
  
• 隐藏类的实例细节，方便修改和实现。
  

实现封装的具体步骤如下：

• 修改属性的可见性来限制对属性的访问，一般设为 private。
  
• 为每个属性创建一对赋值（setter）方法和取值（getter）方法，一般设为 public，用于属性的读写。
  
• 在赋值和取值方法中，加入属性控制语句（对属性值的合法性进行判断）。
  

继承（extends）简明教程

Java 中的继承就是在已经存在类的基础上进行扩展，从而产生新的类。已经存在的类称为父类、基类或超类，而新产生的类称为子类或派生类。在子类中，不仅包含父类的属性和方法，还可以增加新的属性和方法。
子类继承父类的语法格式：



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注意点：Java 与 C++ 定义继承类的方式十分相似。Java 用关键字 extends 代替了 C++ 中的冒号（：）。在 Java 中，所有的继承都是公有继承， 而没有 C++ 中的私有继承和保护继承。
类的继承不改变类成员的访问权限，也就是说，如果父类的成员是公有的、被保护的或默认的，它的子类仍具有相应的这些特性，并且子类不能获得父类的构造方法。
注意：如果在父类中存在有参的构造方法而并没有重载无参的构造方法，那么在子类中必须含有有参的构造方法，因为如果在子类中不含有构造方法，默认会调用父类中无参的构造方法，而在父类中并没有无参的构造方法，因此会出错。
单继承

Java 不支持多继承，只允许一个类直接继承另一个类，即子类只能有一个直接父类，extends 关键字后面只能有一个类名。
一个类只能有一个直接父类，但是它可以有多个间接的父类。



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如果定义一个 Java 类时并未显式指定这个类的直接父类，则这个类默认继承 java.lang.Object 类。因此，java.lang.Object 类是所有类的父类，要么是其直接父类，要么是其间接父类。因此所有的 Java 对象都可调用 java.lang.Object 类所定义的实例方法。
使用继承的注意点：

• 子类一般比父类包含更多的属性和方法。
  
• 父类中的 private 成员在子类中是不可见的，因此在子类中不能直接使用它们。
  
• 父类和其子类间必须存在“是一个”即“is-a”的关系，否则不能用继承。但也并不是所有符合“is-a”关系的都应该用继承。例如，正方形是一个矩形，但不能让正方形类来继承矩形类，因为正方形不能从矩形扩展得到任何东西。正确的继承关系是正方形类继承图形类。
  
• Java 只允许单一继承（即一个子类只能有一个直接父类），C++ 可以多重继承（即一个子类有多个直接父类）。
  

继承的优缺点

在面向对象语言中，继承是必不可少的、非常优秀的语言机制，它有如下优点：

• 实现代码共享，减少创建类的工作量，使子类可以拥有父类的方法和属性。
  
• 提高代码维护性和可重用性。
  
• 提高代码的可扩展性，更好的实现父类的方法。
  

自然界的所有事物都是优点和缺点并存的，继承的缺点如下：

• 继承是侵入性的。只要继承，就必须拥有父类的属性和方法。
  
• 降低代码灵活性。子类拥有父类的属性和方法后多了些约束。
  
• 增强代码耦合性（开发项目的原则为高内聚低耦合）。当父类的常量、变量和方法被修改时，需要考虑子类的修改，有可能会导致大段的代码需要重构。
  

Super关键字详解

由于子类不能继承父类的构造方法，因此，如果要调用父类的构造方法，可以使用 super 关键字。super 可以用来访问父类的构造方法、普通方法和属性。
super 关键字的功能：

• 在子类的构造方法中显式的调用父类构造方法
  
• 访问父类的成员方法和变量。
  

super调用父类构造方法

• super 关键字可以在子类的构造方法中显式地调用父类的构造方法：
  

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• super( ) 必须是在子类构造方法的方法体的第一行。
  

super访问父类成员

当子类的成员变量或方法与父类同名时，可以使用 super 关键字来访问。如果子类重写了父类的某一个方法，即子类和父类有相同的方法定义，但是有不同的方法体，此时，我们可以通过 super 来调用父类里面的这个方法。
使用 super 访问父类中的成员与 this 关键字的使用相似，只不过它引用的是子类的父类。
super访问父类方法的语法：



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super调用成员属性

当父类和子类都具有相同的属性名时，可以使用 super 关键字访问父类的方法。
super.属性名
super调用成员方法

当父类和子类都具有相同的方法名时，可以使用 super 关键字访问父类的方法。
super.成员名
super和this的区别

this 指的是当前对象的引用，super 是当前对象的父对象的引用。
super 关键字的用法：

• super.父类属性名：调用父类中的属性
  
• super.父类方法名：调用父类中的方法
  
• super()：调用父类的无参构造方法
  
• super(参数)：调用父类的有参构造方法
  

如果构造方法的第一行代码不是 this() 和 super()，则系统会默认添加 super()。
this 关键字的用法：

• this.属性名：表示当前对象的属性
  
• this.方法名(参数)：表示调用当前对象的方法
  

当局部变量和成员变量发生冲突时，使用 this.进行区分。
关于 Java super 和 this 关键字的异同，可简单总结为以下几条

• 子类和父类中变量或方法名称相同时，用 super 关键字来访问。可以理解为 super 是指向自己父类对象的一个指针。在子类中调用父类的构造方法。
  
• this 是自身的一个对象，代表对象本身，可以理解为 this 是指向对象本身的一个指针。在同一个类中调用其它方法。
  
• this 和 super 不能同时出现在一个构造方法里面，因为 this 必然会调用其它的构造方法，其它的构造方法中肯定会有 super 语句的存在，所以在同一个构造方法里面有相同的语句，就失去了语句的意义，编译器也不会通过。
  
• this( ) 和 super( ) 都指的是对象，所以，均不可以在 static 环境中使用，包括 static 变量、static 方法和 static 语句块。
  
• 从本质上讲，this 是一个指向对象本身的指针, 然而 super 是一个 Java 关键字。
  

对象类型转换：向上转型和向下转型

将一个类型强制转换成另一个类型的过程被称为类型转换。本节所说的对象类型转换，是指存在继承关系的对象，不是任意类型的对象。当对不存在继承关系的对象进行强制类型转换时，会抛出 Java 强制类型转换（java.lang.ClassCastException）异常。
Java 语言允许某个类型的引用变量引用子类的实例，而且可以对这个引用变量进行类型转换。Java 中引用类型之间的类型转换（前提是两个类是父子关系）主要有两种，分别是向上转型（upcasting）和向下转型（downcasting）。
向上转型

父类引用指向子类对象为向上转型，语法格式如下：



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向上转型就是把子类对象直接赋给父类引用，不用强制转换。使用向上转型可以调用父类类型中的所有成员，不能调用子类类型中特有成员，最终运行效果看子类的具体实现。
向下转型

与向上转型相反，子类对象指向父类引用为向下转型，语法格式如下：



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向下转型可以调用子类类型中所有的成员，不过需要注意的是如果父类引用对象指向的是子类对象，那么在向下转型的过程中是安全的，也就是编译是不会出错误。但是如果父类引用对象是父类本身，那么在向下转型的过程中是不安全的，编译不会出错，但是运行时会出现我们开始提到的 Java 强制类型转换异常，一般使用 instanceof 运算符来避免出此类错误。



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强制对象类型转换

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