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Java之继承和抽象类

继承

继承的实现

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。

public class Fu { 
    public void show() {
    System.out.println("show方法被调用");
    }
}
public class Zi extends Fu { 
    public void method() {
    System.out.println("method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();
    }  
}
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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

Java中继承的特点

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

 

多层继承示例代码

public class Granddad {
    public void drink() { 
        System.out.println("爷爷爱喝酒");
    }
}
public class Father extends Granddad { 
    public void smoke() {
        System.out.println("爸爸爱抽烟");
    }
}
public class Mother { 
    public void dance() {
        System.out.println("妈妈爱跳舞");
    }
}
public class Son extends Father {
// 此时,Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法
}            
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继承中的成员访问特点

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…)
class Fu {
    int num = 10;
}
class Zi {
    int num = 20; public void show(){
    int num = 30; 
    System.out.println(num);
    }
}
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) { 
        Zi z = new Zi();
        z.show();    // 输出show方法中的局部变量30
    }
}
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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

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. 子类通过this去调用本类的其他构造方法,本类其他构造方法再通过super去手动调用父类的带参的构造方法

注意: this(…)super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句,并且二者不能共存

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…)

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

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)

3. 静态方法不能被重写,如果子类也有相同的方法,并不是重写的父类的方法,是将父类的方法隐藏

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");
    }
}
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权限修饰符

super内存图

对象在堆内存中,会单独存在一块super区域,用来存放父类的数据(父类的空参构造函数必须写)

父类没有空参构造

1.在子类通过super调用父类有参构造函数

public Child(int age){
        super(age);
        this.age=age;
        System.out.println("Child parameter constructor called");
}
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2.子类通过this调用本类其他构造方法,本类其他构造方法再通过调用super去手动调用父类有参构造方法

 

    public Child(){
        this(10);
        System.out.println("Child non_parameter constructor called");
    }
    public Child(int age){
        super(age);
        System.out.println("Child parameter constructor called");
    }
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注意this和super都必须放在构造方法第一行才能作为有效语句,并且二者不能共存

抽象类

抽象类的概述

当我们在做子类共性功能抽取时,有些方法在父类中并没有具体的体现,这个时候就需要抽象类了!

在Java中,一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法,而类中如果有抽象方法,该类必须定义为抽象类!

抽象类的特点

抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰 

//抽象类的定义
public abstract class 类 名 {}

//抽象方法的定义
public abstract void eat();
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抽象类中不一定有抽象方法,有抽象方法的类一定是抽象类

抽象类不能实例化

抽象类可以有构造方法

抽象类的子类,要么重写抽象类中的所有抽象方法,要么是自己变成抽象类 

抽象类的案例

案例需求

定义猫类(Cat)和狗类(Dog)

猫类成员方法:eat(猫吃鱼)drink(喝水…)

狗类成员方法:eat(狗吃肉)drink(喝水…)

实现步骤

1. 猫类和狗类中存在共性内容,应向上抽取出一个动物类(Animal)

2. 父类Animal中,无法将 eat 方法具体实现描述清楚,所以定义为抽象方法

3. 抽象方法需要存活在抽象类中,将Animal定义为抽象类

4. 让 Cat 和 Dog 分别继承 Animal,重写eat方法

5. 测试类中创建 Cat 和 Dog 对象,调用方法测试 

 

动物类

public abstract class Animal { 
    public void drink(){
    System.out.println("喝水");
    }
    public Animal(){
    }
    public abstract void eat();
}
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猫类

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

public class Dog extends Animal { 
    @Override
    public void eat() { 
        System.out.println("狗吃肉");
    }
}    
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测试类

public static void main(String[] args) { 
    Dog d = new Dog();
    d.eat();
    d.drink();

    Cat c = new Cat(); c.drink();
    c.eat();

    //Animal a = new Animal();    //抽象类不能实例话对象
    //a.eat();
}
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模板设计模式

设计模式

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

 

模板设计模式

把抽象类整体就可以看做成一个模板,模板中不能决定的东西定义成抽象方法  让使用模板的类(继承抽象类的类)去重写抽象方法实现需求

模板设计模式的优势

模板已经定义了通用结构,使用者只需要关心自己需要实现的功能即可

 

示例代码

模板类

/*
作文模板类
*/
public abstract class CompositionTemplate {

    public final void write(){ 
    System.out.println("<<我的爸爸>>");
    body();
    System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸");
    }
    public abstract void body();
}
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实现类A

 

public class Tom extends CompositionTemplate {
    @Override
    public void body() {
    System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中, " +
    "那天爸爸骑车接我放学回家,我的脚卡在了自行车链当中, 爸爸蹬不动,他就            
    站起来蹬...");
    }
}
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测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) { 
        Tom t = new Tom();
        t.write();
    }
}
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final

fianl关键字的作用

final代表最终的意思,可以修饰成员方法,成员变量,类final修饰类、方法、变量的效果

 

fianl修饰类:该类不能被继承(不能有子类,但是可以有父类)

public final class Parent{};
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final修饰方法:该方法不能被重写

public final void show{};
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final修饰变量:表明该变量是一个常量,不能再次赋值。变量是基本类型,不能改变值

final int a=10;  //正确
a=20;    //错误
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变量是引用类型,不能改变的是地址值,但地址里面的内容是可以改变的

public static void main(String[] args){ 
    final Student s = new Student(23); 
    s = new Student(24); // 错 误
    s.setAge(24); // 正 确
}
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代码块 

代码块概述

在Java中,使用 { } 括起来的代码被称为代码块 

代码块分类

局部代码块

位置: 方法中定义

作用: 限定变量的生命周期,及早释放,提高内存利用率

public class Test {
/*
局部代码块
位置:方法中定义
作用:限定变量的生命周期,及早释放,提高内存利用率
*/
    public static void main(String[] args) {
        {
            int a = 10; 
            System.out.println(a);
        }

    // System.out.println(a);
    }
}
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构造代码块

位置: 类中方法外定义

特点: 每次构造方法执行的时,都会执行该代码块中的代码,并且在构造方法执行前执行作用: 将多个构造方法中相同的代码,抽取到构造代码块中,提高代码的复用性

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public static void main(String[] args) {

  Student stu1 = new Student();

  Student stu2 = new Student(10);

}

class Student {
    {
    System.out.println("好好学习");
    }
    
    public Student(){
        System.out.println("空参数构造方法");
    }

    public Student(int a){
        System.out.println("带参数构造方法");
    }
}
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输出:

好好学习
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空参数构造方法
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好好学习
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带参数构造方法
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静态代码块

位置: 类中方法外定义

特点: 需要通过static关键字修饰,随着类的加载而加载,并且只执行一次作用: 在类加载的时候做一些数据初始化的操作

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public static void main(String[] args) { 
    Person p1 = new Person();
    Person p2 = new Person(10);
}
class Person { 
    static {
        System.out.println("我是静态代码块, 我执行了");
    }
    public Person(){
    System.out.println("我是Person类的空参数构造方法");
    }
    public Person(int a){
    System.out.println("我是Person类的带参数构造方法");
    }  
}
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输出:

我是静态代码块, 我执行了
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我是Person类的空参数构造方法
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我是Person类的带参数构造方法
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