10Java面向对象继承抽象类讲义.docx
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10Java面向对象继承抽象类讲义
面向对象
今日内容介绍
◆继承
◆抽象类
第1章继承
1.1继承的概念
在现实生活中,继承一般指的是子女继承父辈的财产。
在程序中,继承描述的是事物之间的所属关系,通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。
例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工,程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工,同理,JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工,而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。
这些员工之间会形成一个继承体系,具体如下图所示。
图1-1员工继承关系图
在Java中,类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类,构建出来的新类被称作子类,现有类被称作父类,子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。
1.2继承的格式&使用
在程序中,如果想声明一个类继承另一个类,需要使用extends关键字。
格式:
class子类extends父类{}
接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的,如下所示。
Example01.java
/*
*定义员工类Employee
*/
classEmployee{
Stringname;//定义name属性
//定义员工的工作方法
publicvoidwork(){
System.out.println("尽心尽力地工作");
}
}
/*
*定义研发部员工类Developer继承员工类Employee
*/
classDeveloperextendsEmployee{
//定义一个打印name的方法
publicvoidprintName(){
System.out.println("name="+name);
}
}
/*
*定义测试类
*/
publicclassExample01{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Developerd=newDeveloper();//创建一个研发部员工类对象
d.name="小明";//为该员工类的name属性进行赋值
d.printName();//调用该员工的printName()方法
d.work();//调用Developer类继承来的work()方法
}
}
运行结果如下图所示。
图1-2运行结果
在上述代码中,Developer类通过extends关键字继承了Employee类,这样Developer类便是Employee类的子类。
从运行结果不难看出,子类虽然没有定义name属性和work()方法,但是却能访问这两个成员。
这就说明,子类在继承父类的时候,会自动拥有父类的成员。
1.3继承的好处&注意事项
继承的好处:
1、继承的出现提高了代码的复用性,提高软件开发效率。
2、继承的出现让类与类之间产生了关系,提供了多态的前提。
在类的继承中,需要注意一些问题,具体如下:
●1、在Java中,类只支持单继承,不允许多继承,也就是说一个类只能有一个直接父类,例如下面这种情况是不合法的。
classA{}
classB{}
classCextendsA,B{}//C类不可以同时继承A类和B类
●2、多个类可以继承一个父类,例如下面这种情况是允许的。
classA{}
classBextendsA{}
classCextendsA{}//类B和类C都可以继承类A
●3、在Java中,多层继承是可以的,即一个类的父类可以再去继承另外的父类,例如C类继承自B类,而B类又可以去继承A类,这时,C类也可称作A类的子类。
下面这种情况是允许的。
classA{}
classBextendsA{}//类B继承类A,类B是类A的子类
classCextendsB{}//类C继承类B,类C是类B的子类,同时也是类A的子类
●4、在Java中,子类和父类是一种相对概念,也就是说一个类是某个类父类的同时,也可以是另一个类的子类。
例如上面的这种情况中,B类是A类的子类,同时又是C类的父类。
1.4继承-子父类中成员变量的特点
了解了继承给我们带来的好处,提高了代码的复用性。
继承让类与类或者说对象与对象之间产生了关系。
那么,当继承出现后,类的成员之间产生了那些变化呢?
类的成员重点学习成员变量、成员方法的变化。
成员变量:
如果子类父类中出现不同名的成员变量,这时的访问是没有任何问题。
看如下代码:
classFu
{
//Fu中的成员变量。
intnum=5;
}
classZiextendsFu
{
//Zi中的成员变量
intnum2=6;
//Zi中的成员方法
publicvoidshow()
{
//访问父类中的num
System.out.println("Funum="+num);
//访问子类中的num2
System.out.println("Zinum2="+num2);
}
}
classDemo
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
Ziz=newZi();//创建子类对象
z.show();//调用子类中的show方法
}
}
代码说明:
Fu类中的成员变量是非私有的,子类中可以直接访问,若Fu类中的成员变量私有了,子类是不能直接访问的。
当子父类中出现了同名成员变量时,在子类中若要访问父类中的成员变量,必须使用关键字super来完成。
super用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用。
super今天不做具体讲解,在课程第12天会详细讲解。
在子类中,访问父类中的成员变量格式:
super.父类中的成员变量
看如下代码:
classFu
{
//Fu中的成员变量。
intnum=5;
}
classZiextendsFu
{
//Zi中的成员变量
intnum=6;
voidshow()
{
//子父类中出现了同名的成员变量时
//在子类中需要访问父类中非私有成员变量时,需要使用super关键字
//访问父类中的num
System.out.println("Funum="+super.num);
//访问子类中的num2
System.out.println("Zinum2="+this.num);
}
}
classDemo5
{
publicstaticvoidmain(String[]args)
{
Ziz=newZi();//创建子类对象
z.show();//调用子类中的show方法
}
}
1.5继承-子父类中成员方法特点-重写&应用
●子父类中成员方法的特点
当在程序中通过对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对应的方法,若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。
看如下代码:
classFu{
publicvoidshow(){
System.out.println("Fu类中的show方法执行");
}
}
classZiextendsFu{
publicvoidshow2(){
System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
}
}
publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Ziz=newZi();
z.show();//子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行
z.show2();
}
}
●成员方法特殊情况——覆盖
子类中出现与父类一模一样的方法时,会出现覆盖操作,也称为override重写、复写或者覆盖。
classFu
{
publicvoidshow()
{
System.out.println("Fushow");
}
}
classZiextendsFu
{
//子类复写了父类的show方法
publicvoidshow()
{
System.out.println("Zishow");
}
}
●方法重写(覆盖)的应用:
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。
举例:
比如手机,当描述一个手机时,它具有发短信,打电话,显示来电号码功能,后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像,这时可以重新定义一个类描述智能手机,并继承原有描述手机的类。
并在新定义的类中覆盖来电显示功能,在其中增加显示姓名和头像功能。
在子类中,访问父类中的成员方法格式:
super.父类中的成员方法();
看如下代码:
publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
newNewPhone().showNum();
}
}
//手机类
classPhone{
publicvoidsendMessage(){
System.out.println("发短信");
}
publicvoidcall(){
System.out.println("打电话");
}
publicvoidshowNum(){
System.out.println("来电显示号码");
}
}
//智能手机类
classNewPhoneextendsPhone{
//覆盖父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能
publicvoidshowNum(){
//调用父类已经存在的功能使用super
super.showNum();
//增加自己特有显示姓名和图片功能
System.out.println("显示来电姓名");
System.out.println("显示头像");
}
}
1.6方法重写的注意事项
重写需要注意的细节问题:
●子类方法覆盖父类方法,必须要保证权限大于等于父类权限。
classFu(){
voidshow(){}
publicvoidmethod(){}
}
classZi()extendsFu{
publicvoidshow(){}//编译运行没问题
voidmethod(){}//编译错误
}
●写法上稍微注意:
必须一模一样:
方法的返回值类型方法名参数列表都要一样。
总结:
当一个类是另一个类中的一种时,可以通过继承,来继承属性与功能。
如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时,进行方法重写。
第2章抽象类
2.1抽象类-产生
当编写一个类时,我们往往会为该类定义一些方法,这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式,那么这些方法都有具体的方法体。
但是有的时候,某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法,但是无法准确知道子类如何实现这些方法。
比如一个图形类应该有一个求周长的方法,但是不同的图形求周长的算法不一样。
那该怎么办呢?
分析事物时,发现了共性内容,就出现向上抽取。
会有这样一种特殊情况,就是方法功能声明相同,但方法功能主体不同。
那么这时也可以抽取,但只抽取方法声明,不抽取方法主体。
那么此方法就是一个抽象方法。
描述JavaEE工程师:
行为:
工作。
描述Android工程师:
行为:
工作。
JavaEE工程师和Android工程师之间有共性,可以进行向上抽取。
抽取它们的所属共性类型:
研发部员工。
由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能,但是他们具体工作内容却不一样。
这时在描述研发部员工时,发现了有些功能(工作)不具体,这些不具体的功能,需要在类中标识出来,通过java中的关键字abstract(抽象)。
当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰,被abstract关键字修饰的类是抽象类。
2.2抽象类&抽象方法的定义
抽象方法定义的格式:
publicabstract返回值类型方法名(参数);
抽象类定义的格式:
abstractclass类名{
}
看如下代码:
//研发部员工
abstractclassDeveloper{
publicabstractvoidwork();//抽象函数。
需要abstract修饰,并分号;结束
}
//JavaEE工程师
classJavaEEextendsDeveloper{
publicvoidwork(){
System.out.println("正在研发淘宝网站");
}
}
//Android工程师
classAndroidextendsDeveloper{
publicvoidwork(){
System.out.println("正在研发淘宝手机客户端软件");
}
}
2.3抽象类的特点:
1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。
抽象方法一定要定义在抽象类中。
2、抽象类不可以直接创建对象,原因:
调用抽象方法没有意义。
3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后,其子类才可以创建对象。
否则该子类还是一个抽象类。
之所以继承抽象类,更多的是在思想,是面对共性类型操作会更简单。
2.4抽象类的细节问题:
1、抽象类一定是个父类?
是的,因为不断抽取而来的。
2、抽象类中是否可以不定义抽象方法。
是可以的,那这个抽象类的存在到底有什么意义呢?
不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用
3、抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存?
●1、private:
私有的方法子类是无法继承到的,也不存在覆盖,而abstract和private一起使用修饰方法,abstract既要子类去实现这个方法,而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。
互相矛盾。
●2、final,暂时不关注,后面学
●3、static,暂时不关注,后面学
第3章综合案例---员工类系列定义
3.1案例介绍
某IT公司有多名员工,按照员工负责的工作不同,进行了部门的划分(研发部员工、维护部员工)。
研发部根据所需研发的内容不同,又分为JavaEE工程师、Android工程师;维护部根据所需维护的内容不同,又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。
公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名,并要做它们所负责的工作。
●工作内容
⏹JavaEE工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在研发淘宝网站
⏹Android工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
⏹网络维护工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在检查网络是否畅通
⏹硬件维护工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在修复打印机
请根据描述,完成员工体系中所有类的定义,并指定类之间的继承关系。
进行XX工程师类的对象创建,完成工作方法的调用。
3.2案例分析
●根据上述部门的描述,得出如下的员工体系图
●根据员工信息的描述,确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。
则,把这些共同的属性与功能抽取到父类中(员工类),关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
⏹工作内容
◆JavaEE工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在研发淘宝网站
◆Android工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
◆网络维护工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在检查网络是否畅通
◆硬件维护工程师:
员工号为xxx的xxx员工,正在修复打印机
●创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用
3.3案例代码实现
●根据员工体系图,完成类的定义
定义员工类(抽象类)
publicabstractclassEmployee{
privateStringid;//员工编号
privateStringname;//员工姓名
publicStringgetId(){
returnid;
}
publicvoidsetId(Stringid){
this.id=id;
}
publicStringgetName(){
returnname;
}
publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}
//工作方法(抽象方法)
publicabstractvoidwork();
}
●定义研发部员工类Developer继承员工类Employee
publicabstractclassDeveloperextendsEmployee{
}
●定义维护部员工类Maintainer继承员工类Employee
publicabstractclassMaintainerextendsEmployee{
}
●定义JavaEE工程师继承研发部员工类,重写工作方法
publicclassJavaEEextendsDeveloper{
@Override
publicvoidwork(){
System.out.println("员工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工,正在研发淘宝网站");
}
}
●定义Android工程师继承研发部员工类,重写工作方法
publicclassAndroidextendsDeveloper{
@Override
publicvoidwork(){
System.out.println("员工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工,正在研发淘宝手机客户端软件");
}
}
●定义Network网络维护工程师继承维护部员工类,重写工作方法
publicclassNetworkextendsMaintainer{
@Override
publicvoidwork(){
System.out.println("员工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工,正在检查网络是否畅通");
}
}
●定义Hardware硬件维护工程师继承维护部员工类,重写工作方法
publicclassHardwareextendsMaintainer{
@Override
publicvoidwork(){
System.out.println("员工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工,正在修复打印机");
}
}
●在测试类中,创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用
publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建JavaEE工程师员工对象
JavaEEee=newJavaEE();
//设置该员工的编号
ee.setId("000015");
//设置该员工的姓名
ee.setName("小明");
//调用该员工的工作方法
ee.work();
}
}
第4章总结
4.1知识点总结
●继承:
是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类,构建出来的新类被称作子类,现有类被称作父类,子类会自动拥有父类所有
●继承的好处:
可继承的属性和方法。
⏹
提高了代表的可维护性
提高了代码的复用性
让类与类之间产生了继承关系
⏹继承的弊端:
类与类之间的耦合度过高
⏹继承特点:
java中类只能够单继承,不能多继承,可以多层继承
classYyextendsObject{}
classFuextendsYy{}
classZiextendsFu{}
所有的类都直接或者间接的继承了Object类,Object类称为祖宗类
⏹继承的注意事项:
1,使用关键字extends让类与类之间产生继承关系
2,父类私有的成员,子类不能继承,因为根本看不到
3,不能为了继承某个功能而随意进行继承操作,必须要符合isa的关系
苹果isa水果
男人isa人
狗isa人,这种情况就不能继承了
⏹继承中的成员变量关系:
不同名的变量:
子类直接继承使用
同名的变量:
默认访问的是子类自己的成员变量,想访问父类中的同名变量,请使用super.成员变量;
⏹继承中的成员方法关系:
不同名的方法:
子类直接继承使用
同名的方法:
默认访问的是子类自己的成员方法,想访问父类中的同名方法,请使用super.成员方法();
⏹super:
用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用
调用父类的成员变量:
super.成员变量;
调用方法的成员方法:
super.成员方法();
⏹方法重写(override):
指在子父类中,出现了方法声明相同的情况,也叫做方法覆盖,方法复写
◆方法重写的注意事项:
1,子类的方法声明要与父类相同
2,子类要重写方法的方法,方法的权限修饰符不能比父类的更低
⏹3,父类私有的方法,子类不能够进行方法重写
⏹方法重载(overload):
指在同一个类中,多个方法名称相同,它们的参数列表不同(个数不同,数据类型不同)
●抽象
⏹抽象方法:
方法只有声明部分,没有方法体
⏹抽象类:
包含抽象方法的类,一定是抽象类
使用abstract修饰的类,是抽象类
⏹抽象类的特点:
1,抽象类与抽象方法都必须使用abstract来修饰
2,抽象类不能直接创建对象
3,抽象类中可以有抽象方法,也可以没有抽象方法
4,抽象类的子类
a,实现了抽象方法的具体类
b,抽象类
⏹抽象类面试题:
1,抽象类中是否可以没有抽象方法?
如果可以,那么,该类还定义成抽象类有意义吗?
为什么?
可以没有抽象方法,有意义,不会让其他人直接创建该类对象
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