(1) 深入理解Java面向对象三大特性 封装 继承 多态

转眼已经工作快6年了,最开始做了2年J2EE;然后整了2年的数据仓库,主要是Cognos的报表开发;现在从事4G LTE核心网的开发,用的语言任然是Java,但写代码的机会不多,基本都是看代码找BUG,偶尔做点new feature也是在比较成熟的框架上复制、粘贴、修改,大部分时间还是在理解业务,钱多、事少、离家近,当时来这家公司图的是后面2点,2年过去了,英文水平有所提升,对敏捷开放也有一定的了解,但技术方面明显退步了或者说没有进步吧,本来以前也不怎么好,因为工作上用不到,自己也没怎么学习,所以现在想要寻找寻找机会从新开始的时候感觉异常的困难,年初的时候参加过2次面试,结果都很惨,最近又参加了2个面试,都是要求同时有J2EE和数据仓库的经验,提前温故了仓库方面的知识,所以还好没被鄙视,但是都被提到 Java基础差。还记得其中2个问题,一个是关于java的静态类,一个是值传递和引用传递,都是特普通的面试题,以前看过但全忘了。

虽然我很鄙视这种考试形的面试,如果是做J2EE的开发,你写个3,5年的代码估计都用不到一次静态类,用不到一次XXX算法。面试问这些我觉得有些不可理喻,但现状就是如此,必须改变适应,痛定思痛,从头学习一遍在作打算,其中也很受了这位博主的启发http://www.cnblogs.com/chenssy/,我后面写的东西都会参考这位同学的目录,但我会按自己的理解写成精简版,力图简洁但够深入,目的是希望以后可以快速的回忆和浏览,欢迎指正、交流。

下面才是正文的开始。



就像所以Java的书籍一样,开篇必须是面向对象的特征,封装、继承、多态。

1.封装

封装的定义:

  • 首先是抽象,把事物抽象成一个类,其次才是封装,将事物拥有的属性和动作隐藏起来,只保留特定的方法与外界联系

为什么需要封装:

  • 封装符合面向对象设计原则的第一条:单一性原则,一个类把自己该做的事情封装起来,而不是暴露给其他类去处理,当内部的逻辑发生变化时,外部调用不用因此而修改,他们只调用开放的接口,而不用去关心内部的实现

举例:

public class Human
{
    private int age;
    private String name;

    public int getAge()
    {
        return age;
    }

    public void setAge( int age ) throws Exception
    {
        //封装age的检验逻辑,而不是暴露给每个调用者去处理
        if( age > 120 )
        {
            throw new Exception( "Invalid value of age" );
        }
        this.age = age;
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }

    public void setName( String name )
    {
        this.name = name;
    }
}

2. 继承

Java的类可以分为三类:

  • 类:使用class定义,没有抽象方法
  • 抽象类:使用abstract class定义,可以有也可以没有抽象方法
  • 接口:使用inerface定义,只能有抽象方法

在这三个类型之间存在如下关系:

  • 类可以extends:类、抽象类(必须实现所有抽象方法),但只能extends一个,可以implements多个接口(必须实现所有接口方法)
  • 抽象类可以extends:类,抽象类(可全部、部分、或者完全不实现父类抽象方法),可以implements多个接口(可全部、部分、或者完全不实现接口方法)
  • 接口只能extends一个接口

继承以后子类可以得到什么:

  • 子类拥有父类非private的属性和方法
  • 子类可以添加自己的方法和属性,即对父类进行扩展
  • 子类可以重新定义父类的方法,即多态里面的覆盖,后面会详述

关于构造函数:

  • 构造函数不能被继承,子类可以通过super()显示调用父类的构造函数
  • 创建子类时,编译器会自动调用父类的 无参构造函数
  • 如果父类没有定义无参构造函数,子类必须在构造函数的第一行代码使用super()显示调用

类默认拥有无参构造函数,如果定义了其他有参构造函数,则无参函数失效,所以父类没有定义无参构造函数,不是指父类没有写无参构造函数。看下面的例子,父类为Human,子类为Programmer。

public class Human
{
    //定义了有参构造函数,默认无参构造函数失效
    public Human(String name)
    {
    }
}
public class Programmer
    extends Human
{
    public Programmer()
    {
        //如不显示调用,编译器会出现如下错误
        //Implicit super constructor Human() is undefined. Must explicitly invoke another constructor
        super( "x" );
    }
}

为什么需要继承:

  • 代码重用是一点,最重要的还是所谓想上转型,即父类的引用变量可以指向子类对象,这是Java面向对象最重要特性多态的基础

3. 多态

在了解多态之前,首先需要知道方法的唯一性标识即什么是相同/不同的方法:

  • 一个方法可以由:修饰符如public、static+返回值+方法名+参数+throw的异常 5部分构成
  • 其中只有方法名和参数是唯一性标识,意即只要方法名和参数相同那他们就是相同的方法
  • 所谓参数相同,是指参数的个数,类型,顺序一致,其中任何一项不同都是不同的方法

何谓重载:

  • 重载是指一个类里面(包括父类的方法)存在方法名相同,但是参数不一样的方法,参数不一样可以是不同的参数个数、类型或顺序
  • 如果仅仅是修饰符、返回值、throw的异常 不同,那这是2个相同的方法,编译都通不过,更不要说重载了
//重载的例子
public class Programmer
    extends Human
{
    public void coding() throws Exception
    {

    }

    public void coding( String langType )
    {

    }

    public String coding( String langType, String project )
    {
        return "";
    }
}
//这不是重载,而是三个相同的方法,编译报错
public class Programmer
    extends Human
{
    public void coding() throws Exception
    {

    }

    public void coding()
    {

    }

    public String coding()
    {
        return "";
    }
}

何谓覆盖/重写:

  • 覆盖描述存在继承关系时子类的一种行为
  • 子类中存在和父类相同的方法即为覆盖,何谓相同方法请牢记前面的描述,方法名和参数相同,包括参数个数、类型、顺序
public class Human
{
    public void coding( String langType )
    {

    }
}
public class Programmer
    extends Human
{
    //此方法为覆盖/重写
    public void coding( String langType )
    {

    }

    //此方法为上面方法的重载
    public void coding( String langType, String project )
    {

    }
}

覆盖/重写的规则:

  • 子类不能覆盖父类private的方法,private对子类不可见,如果子类定义了一个和父类private方法相同的方法,实为新增方法
  • 重写方法的修饰符一定要大于被重写方法的修饰符(public > protected > default > private)
  • 重写抛出的异常需与父类相同或是父类异常的子类,或者重写方法干脆不写throws
  • 重写方法的返回值必须与被重写方法一致,否则编译报错
  • 静态方法不能被重写为非静态方法,否则编译出错

理解了上述知识点,是时候定义多态了:

  • 多态可以说是“一个接口,多种实现”或者说是父类的引用变量可以指向子类的实例,被引用对象的类型决定调用谁的方法,但这个方法必须在父类中定义
  • 多态可以分为两种类型:编译时多态(方法的重载)和运行时多态(继承时方法的重写),编译时多态很好理解,后述内容针对运行时多态
  • 运行时多态依赖于继承、重写和向上转型

上例子:

class Human
{
    public void showName()
    {
        System.out.println( "I am Human" );
    }
}

//继承关系
class Doctor
    extends Human
{
    //方法重写
    public void showName()
    {
        System.out.println( "I am Doctor" );
    }
}

class Programmer
    extends Human
{
    public void showName()
    {
        System.out.println( "I am Programmer" );
    }
}

public class Test
{
    //向上转型
    public Human humanFactory( String humanType )
    {
        if( "doctor".equals( humanType ) )
        {
            return new Doctor();
        }
        if( "programmer".equals( humanType ) )
        {
            return new Programmer();
        }
        return new Human();
    }

    public static void main( String args[] )
    {
        Test test = new Test();
        Human human = test.humanFactory( "doctor" );
        human.showName();//Output:I am Doctor
        human = test.humanFactory( "programmer" );
        human.showName();//Output:I am Programmer
        //一个接口的方法,表现出不同的形态,意即为多态也
    }
}

向上转型的缺憾:

  • 只能调用父类中定义的属性和方法,对于子类中的方法和属性它就望尘莫及了,必须强转成子类类型

总结概括:

  • 当超类对象引用变量引用子类对象时,被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法,但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是说被子类覆盖的方法,但是它仍然要根据继承链中方法调用的优先级来确认方法,该优先级为:this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)

稍微复杂的例子:

class Human {

    public void fun1() {
        System.out.println("Human fun1");
        fun2();
    }

    public void fun2() {
        System.out.println("Human fun2");
    }
}

class Programmer extends Human {

    public void fun1(String name) {
        System.out.println("Programmer‘s fun1");
    }

    public void fun2() {
        System.out.println("Programmer‘s fun2");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Human human = new Programmer();
        human.fun1();
    }
    /*
     * Output:
     *  Human fun1
     *  Programmer‘s fun2
     */
}
  • Programmer中的fun1(String name) 和Human中的fun1(),只是方法名相同但参数不一样,所以是重载关系
  • Programmer中的fun2()和Human中的fun2()是相同的方法,即Programmer重写了Human的fun2()方法
  • 把Programmer的对象向上转型赋值个Human后,human.fun1()会调用父类中的fun1()方法,子类的fun1(String name)是不同的方法
  • 在human的fun1()中又调用了fun2()方法,该方法在Programmer中被重写,实际调用的是被引用变量Programmer中的fun2()方法

经典例子:

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时间: 08-07

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面向对象三大特性:封装,继承,多态(三、多态的进一步讲解)

多态(polymoph)指的是“执行期间(而非编译期间)”判断所引用对象的实际类型.,根据其实际的类型调用其相应的方法. 多态也叫动态绑定,也叫迟绑定. 多态的存在有三个必要条件: 要有继承 要有重写 父类引用指向子类对象

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