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面向对象02

7.继承

  • 继承的本质是对某一批类的抽象，从而实现对现实世界更好地建模
  • extends的意思是“扩展”。子类是父类的扩展。
  • Java类中只有单继承，没有多继承！（一个儿子只能有一个爸爸，一个爸爸可以有多个儿子）
  • 继承是类和类之间的一种关系。除此之外，类和类之间的关系还有依赖、组合、聚合等。
  • 继承关系的两个类，一个为子类（派生类），一个为父类（基类）。子类继承父类，使用关键字extends表示
  • 子类和父类之间，从意义上讲应该具有“is a”的关系
  • object类
  • super
  • 方法重写

子类继承了父类，就会有父类的全部方法！（私有的东西无法被继承）

例子1：

package li.oop.demo05;

//父类：Person 人
public class Person {

    //public
    //protected
    //default
    //private
    public int money = 10_0000_0000;

    public void say(){
        System.out.println("说了一句话");
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }
}

package li.oop.demo05;
//学生 is 人
//派生类（子类）,子类继承了父类，就会有父类的全部方法
public class Student extends Person{
}

package li.oop;

import li.oop.demo05.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.say();//说了一句话
        System.out.println(student.money);// 1000000000
    }
}

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7.1Object类

在Java中，所有的类都默认直接或者间接继承Object类

7.2Super关键字

  • super. 大部分情况下是可以省略的。 当父中类有，子类中又有，如果想在子中访问“父的特征”，super. 不能省略。 在父和子中有同名的属性，或者说有相同的方法，如果此时想在子类中访问父中的数据，必须使用“super.”加以区分。

  • super.属性名 --->访问父类的属性

  • super.方法名(实参) --->访问父类的方法

  • super(实参) ---->调用父类的构造方法

  • 子类继承父类，子类的构造方法必须调用super（）即父类的构造方法，而且必须放在构造方法的第一行。

子类构造方法第一行都有调用父类无参的构造方法，如果你不显示地写出了，系统会自己加上；

但是如果你的父类重载了一个或多个构造方法，系统将不再默认加上无参的构造方法，必须自己加上。

  1. super调用父类的构造方法，必须在构造方法中的第一行
  2. super必须只能出现在子类的方法或者构造方法中
  3. super和this不能同时调用构造方法
  4. super&&this
  5. 代表的对象不同：
    • this：代表本身调用者这个对象
    • 代表当前类的父类对象的引用
  6. 前提：
    • this：没有继承也可以使用
    • super：只能在继承条件下才可以使用
  7. 构造方法的区别：
    • this（）； 本类的构造
    • super（）； 父类的构造

7.3方法重写

例子1：

package li.oop.demo05;
//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {
    public static void test(){
        System.out.println("B==>test");
    }
}

package li.oop.demo05;
public class A extends B{

    public static void test(){
        System.out.println("A==>test");
    }
}

package li.oop;

import li.oop.demo05.A;
import li.oop.demo05.B;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
       //静态方法：方法的调用只和左边定义的类型有关
       A a = new A();
       a.test();//调用的是A类方法

       //父类的引用指向了子类
       B b = new A();
       b.test();//调用的是B类方法

    }
}

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静态方法：方法的调用只和左边定义的类型有关

例子2：

package li.oop.demo05;
//重写都是方法的重写，和属性无关
public class B {
    public  void test(){
        System.out.println("B==>test");
    }
}

package li.oop.demo05;

public class A extends B{
    //Override  重写
    @Override // 注解：有功能的注解！
    public void test(){
        System.out.println("A==>test");
    }
}

package li.oop;
import li.oop.demo05.A;
import li.oop.demo05.B;

//静态方法和非静态方法区别很大！
//静态方法：方法的调用只和左边定义的类型有关
//非静态：重写
public class Application {
    public static void main(String[] args) {

       A a = new A();
       a.test();

       //父类的引用指向了子类
       B b = new A();//子类重写了父类的方法
       b.test();
    }
}

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总结：

重写 ：子类的方法和父类的方法必须要一致，方法体不同

-- 重写前提：需要有继承关系，子类重写父类的方法

  1. 方法名必须相同
  2. 参数列表必须相同
  3. 修饰符：范围可扩大，但不能缩小：public>protected>default>private
  4. 抛出的异常：范围可以被缩小，但不能扩大。例如：ClassNotFoundException（范围小）→Exception(范围大)

为什么需要重写？：父类的功能，子类不一定需要，或者不一定满足！

快捷键：Alt+insert：Override；

8.多态

8.1多态的定义和使用

  • 即同一方法可以根据发送对象的不同而采取多种不同的行为方式

  • 一个对象的实际类型是确定的，但可以指向对象的引用类型有很多

这里的引用一般指父类或者有关系的类

  • 多态存在的条件：

  • 有继承关系

  • 子类重写父类方法
  • 父类引用指向子类对象
  • 注意：多态是方法的多态，属性没有多态性
  • instanceof （类型转换）引用类型

例子1：

package li.oop.demo06;

public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }
}

package li.oop.demo06;

public class Student extends Person{

}

package li.oop;

import li.oop.demo06.Person;
import li.oop.demo06.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //一个对象的实际类型是确定的
        //new Student();
        //new Person();

        //但是可以指向的引用类型就不确定了
        Student s1 = new Student();
        Person s2 = new Student();//父类的引用指向子类
        Object s3 = new Student();//父类的引用指向子类

        s2.run();//这里虽然new的是Student，但是是它依旧走的是父类的方法，因为子类继承了父类的全部方法
    }
}

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这里的 s2 虽然new的是Student，但是是s2.run() 依旧走的是父类的方法，因为子类继承了父类的全部方法

例子2

package li.oop.demo06;

public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }
}

package li.oop.demo06;

public class Student extends Person{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("son");
    }

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

package li.oop;

import li.oop.demo06.Person;
import li.oop.demo06.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //一个对象的实际类型是确定的
        //new Student();
        //new Person();
        //但是可以指向的引用类型就不确定了

        //Sudent能调用的方法都是自己的或者继承父类的
        Student s1 = new Student();

        //Person父类型：可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
        Person s2 = new Student();//父类的引用指向子类
        Object s3 = new Student();//父类的引用指向子类

        s2.run();//子类重写了父类的方法,执行子类的方法
        s1.run();

        //s2.eat 不能调用  s2为Person父类型：可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
        ((Student) s2).eat();//强制类型转换后才可以使用
        //对象能够执行的方法主要看对象左边的类型和右边关系不大
    }
}

对象能够执行的方法主要看对象左边的类型和右边关系不大。

//Person父类型：可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
        Person s2 = new Student();//父类的引用指向子类
//子类Sudent能调用的方法都是自己的或者继承父类的
        Student s1 = new Student();

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多态注意事项：

  • 多态是方法的多态，属性没有多态
  • 父类和子类，有联系
  • 多态存在的必要条件：
  • 有继承关系
  • 方法需要重写
    • 不能重写的方法：
    • 1.static 方法，属于类，它不属于实例
    • final 常量
    • private 方法
  • 父类的引用指向子类对象

8.2instanceof

instanceof(类型转换)引用类型，判断一个对象是什么类型

例子1：

package li.oop.demo06;

public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("run");
    }
}

package li.oop.demo06;
public class Student extends Person{
}

package li.oop.demo06;
public class Teacher extends Person{
}

package li.oop;

import li.oop.demo06.Person;
import li.oop.demo06.Student;
import li.oop.demo06.Teacher;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        //Object > Person > Student
        //Object > Person > Teacher
        //Object > String

        Object object = new Student();
        System.out.println(object instanceof Student);//true
        System.out.println(object instanceof Person);//true
        System.out.println(object instanceof Object);//true
        System.out.println(object instanceof Teacher);//false
        System.out.println(object instanceof String);//false

        System.out.println("==============");

        Person person = new Student();
        System.out.println(person instanceof Student);//true
        System.out.println(person instanceof Person);//true
        System.out.println(person instanceof Object);//true
        System.out.println(person instanceof Teacher);//false
       // 编译就报错了 System.out.println(person instanceof String);

        System.out.println("==============");

        Student student = new Student();
        System.out.println(student instanceof Student);//true
        System.out.println(student instanceof Person);//true
        System.out.println(student instanceof Object);//true
        // 编译就报错了 System.out.println(student instanceof Teacher);
        //编译就报错了 System.out.println(student instanceof String);

    }
}

总结：

System.out.println(X instanceof Y);

能不能编译通过，取决于X与Y之间是否存在直系继承关系

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8.3类的类型转换

  • 基本类型转换
  • 高容量转换成低容量：强制类型转换
  • 低容量转换成高容量：自动类型转换
  • 类之间的转化：父类代表高的，子类代表低的
  • 父转子：强制转换
  • 子转父：自动转换

例子：

package li.oop.demo06;

public class Person {

}

package li.oop.demo06;

public class Student extends Person{
    public void go(){
        System.out.println("go");
    }
}

package li.oop;
import li.oop.demo06.Person;
import li.oop.demo06.Student;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {

        /*类型之间的转换：
         1.基本类型转换-->高容量转换成低容量：强制类型转换
                       低容量转换成高容量：自动类型转换
         2.类之间的转化：父类代表高的，子类代表低的
         */

        //高   <--- ---- ---     低
        Person student = new Student();

        //这里只有在子类Student类中才有go（）方法，
        // 而student对象是Person类型的，因此不能直接调用，需要强制类型转换成子类类型才能使用go（）方法
        //高   --- ---- --- >    低
        ((Student) student).go();//go

        //或者
        Person obj = new Student();
        Student student1 = (Student) obj;//强制转换
        student1.go();//go


        /*
        子类转换成父类可能会丢失自己本来的一些方法
         */
        Student student2 = new Student();
        student2.go();//go
        Person person = student2;//自动转换 低-->高
       //这里的 person对象就不能使用原本子类的go()方法了

    }
}

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总结：

  1. 父类的引用指向子类的对象（子类的引用**不能**指向父类的对象）

  2. 把子类转换为父类，向上转型（自动转换）

  3. 把父类转换为子类，向下转型（强制转换）

基本数据类型的强制转换可能会丢失精度，类的强制转换可能会丢失一些方法

  1. 为什么会存在类的类型转换？方便方法的调用，减少重复代码，更简洁

8.4向上转型

  1. 本质：父类的引用指向子类的对象
  2. 语法：父类类型 引用名=new 子类类型();
  3. 特点：编译类型看左边，运行类型看右边。可以调用父类中的所有成员（须遵守访问权限），不能调用子类中特有成员。
  4. 最终运行效果看子类的具体实现，即调用方法时，从子类开始查找方法，然后调用。

父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，而对于子类中定义而父类中没有的方法，父类引用是无法调用的；

因为在编译阶段，能调用哪些成员，是由编译类型来决定的。

编译时，会从顶级类开始找调用的方法。运行时，会从运行类型开始，向父类查找方法。

8.4向下转型

  1. 语法：子类类型 引用名 =（子类类型）父类引用；
  2. 只能强转父类的引用，不能强转父类的对象
  3. 要求父类的引用必须指向的是当前目标类型的对象
  4. 当向下转型后，可以调用子类类型中的所有成员
//如下 Animal是父类，Cat是子类
//声明的父类animal引用指向子类Cat
//则 animal的编译类型是Animal，运行类型是Cat
Animal animal = new Cat();
//现在我们向下转型
Cat cat=(Cat)animal;//此刻，编译类型是Cat，运行类型还是Cat

Animal animal = new Cat(); →意为在堆中有一个Cat对象，然后有一个名为animal的对象引用指向了这个Cat对象；

Cat cat=(Cat)animal; →意为，有一个名为cat的对象引用，指向了animal指向的Cat对象

现在相当于有两个对象引用（animal，cat）指向了堆中的这个Cat对象。

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这也是为什么向下转型，要求父类的引用必须指向的是当前目标类型的对象。

//现在,假如Dog也是Animal的子类，那么
Dog dog=(Dog)animal;//正确吗？
//答案是不正确！！
//因为animal是一个对象引用，它指向的是前面所说的Cat对象。向下转型，要求父类的引用必须指向的是当前目标类型的对象。但当前目标类型变成了Dog
//在编译时不会出错，但是运行时会出现类型转换异常！！

8.5动态绑定机制(DynamicBinding)

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运行结果如下：

image-20221129010236374 image-20221129010330497

  • 现在我们把子类B的sum方法删除，请问a.sum()运行结果是什么？

由于子类没有了sum方法，在运行时，根据继承机制，会找到父类的sum方法，在父类的sum方法中会调用getI()+10; 那么问题来了，getI()方法子父类都有，会调用子类的还是父类的呢？

答案是子类的。

这就涉及到动态绑定机制：当调用对象方法的时候，在运行时，该方法会和该类型的运行类型绑定。

在例子中，由于a的运行类型是B，因此会到B类中找getI()方法。在子类的getI()方法中，返回i，由于属性是没有动态绑定机制的，因此返回的就是子类的属性i=20；

所以结果其实是20+10=30；

  • 现在我们把子类B的sum1方法也删除了，请问a.sum1()运行结果是什么？

根据之前的分析，一旦调用对象的方法，该方法会和该对象的内存地址/运行类型绑定。调用a.sum1()方法时，由于a的运行类型是B，因此会到B类中找sum1()方法，但是B中没有sum1方法，于是继承机制发挥作用，去找父类A有没有这个方法，发现有，就调用父类的sum1方法，返回的是i+10；由于属性没有动态绑定机制，就在当前类，即A类中拿到i，使用。

所以结果是10+10=20；

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动态绑定机制：

  1. 当调用对象**方法**的时候，**该方法会和该对象的内存地址/运行类型**绑定
  2. 当调用对象属性的时候，没有动态绑定机制，哪里声明，哪里使用

9.static关键字详解

9.1静态变量和静态方法

例子1：静态变量尽量使用类名来访问

package li.oop.demo07;

//static
public class Student {
    private static int age;//静态的变量
    private double score;//非静态的变量

    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student();

        //1.静态变量尽量使用类名来访问
        //通过类来使用
        System.out.println(Student.age);//0
        //通过对象来使用
        System.out.println(s1.age);//0
        System.out.println(s1.score);//0.0

    }

}

例子2：静态方法

  • 调用非静态方法需要通过实例对象来调用

  • 调用静态方法可以直接通过类调用，如果如果静态方法和main方法在同一个类中，甚至可以直接调用

  • 非静态方法可以去调用静态方法里的所有东西，而静态方法不能调非静态方法
package li.oop.demo07;

//static
public class Student {
    private static int age;//静态的变量
    private double score;//非静态的变量


    public  void run(){
        System.out.println("run");
    }
    public static void go(){
        System.out.println("go");
    }

    public static void main(String[] args) {

       //2.静态方法
        //调用非静态方法需要通过实例对象来调用
        Student s2 = new Student();
        s2.run();

        //调用静态方法可以直接通过类调用，如果如果静态方法和main方法在同一个类中，甚至可以直接调用
        Student.go();
        go();

         //3.非静态方法可以去调用静态方法里的所有东西，而静态方法不能调非静态方法
        //比如在静态方法main()中不能直接调用非静态方法run()

    }
}

9.2静态代码块

package li.oop.demo07;

public class Person {
    {
        //代码块（匿名代码块）
    }

    static{
        //静态代码块
    }

}

  • 如上所示，在类中用大括号括起来的一段没有名字的代码块称为匿名代码块。在括号前加上static关键字的代码块称为静态代码块。

  • 匿名代码块没有名字，程序在执行时并不能主动去调用这些模块。在创建对象的时候匿名代码块自动创建，并且在构造器之前

  • 静态代码块是类加载的同时就直接执行，永久只执行一次

例子：匿名代码块、静态代码块、构造方法的加载顺序

package li.oop.demo07;

public class Person {
    {
        System.out.println("匿名代码块");//代码块（匿名代码块）
    }

    static{
        System.out.println("静态代码块");//静态代码块
    }

    public Person() {
        System.out.println("构造方法");
    }

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("==========111");
        Person person1 = new Person();

        System.out.println("==========222");
        Person person2 = new Person();

    }
}

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加载顺序：

静态代码块>匿名代码块>构造函数

静态代码块在person1实例化前就执行了，静态代码块是在类加载的同时就执行了，并且只执行一次

9.3静态导入包

package li.oop.demo07;

//静态导入包~
import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.Math.PI;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(random());
        System.out.println(PI);
    }
}

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PS：被final修饰的类不能被其他类继承

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