[Java知识库]面向对象的三大特征（封装，继承，多态）

一.封装

1.1 封装概述

是面向对象三大特征之一（封装，继承，多态）
是面向对象编程语言对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界是无法直接操作的
2. 封装原则
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
成员变量private，提供对应的getXxx()/setXxx()方法
3. 封装好处
通过方法来控制成员变量的操作，提高了代码的安全性
把代码用方法进行封装，提高了代码的复用性

1.2 如何封装（private关键字）

我们知道封装的原则是将某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，那么我们如何将信息隐藏呢？

private是一个修饰符，可以用来修饰成员（成员变量，成员方法）
被private修饰的成员，只能在本类进行访问，针对private修饰的成员变量，如果需要被其他类使用，提供相应的操作

• 提供“get变量名()”方法，用于获取成员变量的值，方法用public修饰
• 提供“set变量名(参数)”方法，用于设置成员变量的值，方法用public修饰

示例代码：

/*
    学生类
 */
class Student {
    //成员变量
    String name;
    private int age;

    //提供get/set方法
    public void setAge(int a) {
        if(a<0 || a>120) {
            System.out.println("你给的年龄有误");
        } else {
            age = a;
        }
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    //成员方法
    public void show() {
        System.out.println(name + "," + age);
    }
}
/*
    学生测试类
 */
public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        Student s = new Student();
        //给成员变量赋值
        s.name = "林青霞";
        s.setAge(30);
        //调用show方法
        s.show();
    }
}

二.继承

2.1 继承的实现

• 继承的概念
  *继承是面向对象三大特征之一，可以使得子类具有父类的属性和方法，还可以在子类中重新定义，以及追加属性和方法

• 实现继承的格式
  继承通过extends实现
  *格式：class 子类 extends 父类 { }
  举例：class Dog extends Animal { }

• 继承带来的好处
  继承可以让类与类之间产生关系，子父类关系，产生子父类后，子类则可以使用父类中非私有的成员。

举例：

public class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("父类的方法被调用");
    }
}
public class Zi extends Fu {
    public void method() {
        System.out.println("子类的方法被调用");
    }
}
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象，调用方法
        Fu f = new Fu();
        f.show();

        Zi z = new Zi();
        z.method();
        z.show();
    }
}

2.2 继承的好处和弊端

• 继承好处
  • 提高了代码的复用性(多个类相同的成员可以放到同一个类中)
  • 提高了代码的维护性(如果方法的代码需要修改，修改一处即可)
• 继承弊端
  • 继承让类与类之间产生了关系，类的耦合性增强了，当父类发生变化时子类实现也不得不跟着变化，削弱了子类的独立性
• 继承的应用场景：
  • 使用继承，需要考虑类与类之间是否存在is…a的关系，不能盲目使用继承
    • is…a的关系：谁是谁的一种，例如：老师和学生是人的一种，那人就是父类，学生和老师就是子类

2.3 继承中的成员访问特点

2.3.1 继承中变量的访问特点

在子类方法中访问一个变量，采用的是就近原则。

1. 子类局部范围找
2. 子类成员范围找
3. 父类成员范围找
4. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.3.2 super

• this&super关键字：
  • this：代表本类对象的引用
  • super：代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)
• this和super的使用分别
  • 成员变量：
    • this.成员变量 - 访问本类成员变量
    • super.成员变量 - 访问父类成员变量
  • 成员方法：
    • this.成员方法 - 访问本类成员方法
    • super.成员方法 - 访问父类成员方法
• 构造方法：
  • this(…) - 访问本类构造方法
  • super(…) - 访问父类构造方法

2.3.3 继承中构造方法的访问特点

注意：子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法

? 子类会继承父类中的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化，原因在于，每一个子类构造方法的第一条语句默认都是：super()

问题：如果父类中没有无参构造方法，只有带参构造方法，该怎么办呢？

1. 通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法
2. 在父类中自己提供一个无参构造方法

推荐方案：

? 自己给出无参构造方法

2.3.4继承中成员方法的访问特点

通过子类对象访问一个方法

1. 子类成员范围找
2. 父类成员范围找
3. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.3.5 方法重写

• 1、方法重写概念
  • 子类出现了和父类中一模一样的方法声明（方法名一样，参数列表也必须一样）
• 2、方法重写的应用场景
  • 当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容
• 3、Override注解
  • 用来检测当前的方法，是否是重写的方法，起到【校验】的作用

方法重写的注意事项

• 方法重写的注意事项

1. 私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)
2. 子类方法访问权限不能更低(public > 默认 > 私有)

• 示例代码

public class Fu {
    private void show() {
        System.out.println("Fu中show()方法被调用");
    }

    void method() {
        System.out.println("Fu中method()方法被调用");
    }
}

public class Zi extends Fu {

    /* 编译【出错】，子类不能重写父类私有的方法*/
    @Override
    private void show() {
        System.out.println("Zi中show()方法被调用");
    }
   
    /* 编译【出错】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    private void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }

    /* 编译【通过】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }
}

2.3.6 JAVA中继承的注意事项

Java中继承的注意事项

1. Java中类只支持单继承，不支持多继承
   • 错误范例：class A extends B, C { }
2. Java中类支持多层继承

三.多态

3.1 多态的概述

• 什么是多态

  ? 同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态

• 多态的前提

  • 要有继承或实现关系
  • 要有方法的重写
  • 要有父类引用指向子类对象

3.2 多态中的成员访问特点

成员访问特点

• 成员变量

  ? 编译看父类，运行看父类

• 成员方法

  ? 编译看父类，运行看子类

3.3 多态的好处和弊端

• 好处

  ? 提高程序的扩展性。定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作

• 弊端

  ? 不能使用子类的特有成员

3.4 多态中的转型

• 向上转型

  ? 父类引用指向子类对象就是向上转型

• 向下转型

  ? 格式：子类型 对象名 = (子类型)父类引用;

举个例子：
动物类：

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类：

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame() {
        System.out.println("猫捉迷藏");
    }
}

测试类：：

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //多态
        //向上转型
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
//      a.playGame();


        //向下转型
        Cat c = (Cat)a;
        c.eat();
        c.playGame();
    }
}