day06-07面向对象(高级)

面向对象(高级)

知识回顾:

1.面向对象基础


类的定义
对象的使用
private关键字
this关键字
封装
构造方法
JavaBean

2.API 的使用

知识回顾
Scanner
Random
String
Date

1.继承

查看下述代码: 发现有什么问题？

在这里插入图片描述

你所抽取的代码没有了，怎么办？我们再写一个类，先不用管它叫什么名字，但是里面一定包含着之前看到的相同的内容，是不是长这样啊(切PPT）此时问题来了，之前的代码还对吗？是不是少东西了？所以必须有一种新的机制出现，保障学生和老师类与中间这个类产生一定的关系，有了这个关系之后，就可以实现和之前的类效果相同？这个关系就是我们要讲的继承。

在这里插入图片描述

1.继承概述

继承是面向对象三大特征之一。(封装，继承，多态)
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，追加属性和方法。

2.练习：老师和学生

需求：定义老师类和学生类，然后写代码测试；最后找到老师类和学生类当中的共性内容，抽取出一个父类，用继承的方式改写代码，并进行测试

思路：
定义老师类(姓名，年龄，教书())
定义学生类(姓名，年龄，学习())
定义测试类，写代码测试
共性抽取父类，定义人类(姓名，年龄)
定义老师类，继承人类，并给出自己特有方法：教书()
定义学生类，继承人类，并给出自己特有方法：学习()
定义测试类，写代码测试

3.继承的格式：

1.格式：

public class 子类名 extends 父类名 { }

2.范例：

public class Zi extends Fu { }

Fu：是父类，也被称为基类、超类
Zi：是子类，也被称为派生类

3.继承中子类的特点：

一个子类只能有一个父类
子类可以有父类的内容
子类还可以有自己特有的内容

4.继承的好处和弊端

4.1 继承好处

提高了代码的复用性(多个类相同的成员变量/成员方法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)

4.2 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

4.3 什么时候使用继承？

继承体现的关系：is a
假设法：我有两个类A和B，如果他们满足A是B的一种，或者B是A的一种，就说明他们存在继承关系，这个时候就可以考虑使用继承来体现，否则就不能滥用继承
举例：苹果和水果，猫和动物，猫和狗不是

5.探究继承的访问特性

5.1 成员变量的访问特性

在子类方法中访问一个变量
子类局部范围找
子类成员范围找
父类成员范围找
如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

总结：就近原则

public class Fu {int age = 18;
}
public class Zi extends Fu{
//    int age = 20;public void show(){
//        int age = 23;System.out.println(age);}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi zi = new Zi();zi.show();}
}

5.1.1super 关键字

super 关键字的用法和 this 关键字的用法相似
this：代表调用该方法的对象(一般我们是在当前类中使用this，所以我们常说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)

关键字	访问成员变量	访问构造方法	访问成员方法
this	this.成员变量访问本类成员变量	this(…)访问本类构造方法	this.成员方法(…)访问本类成员方法
super	super.成员变量访问父类成员变量	super(…)访问父类构造方法	super.成员方法(…)访问父类成员方法

子类中所有的构造方法第一行默认有个super();语句。

super访问构造方法只能出现在构造方法第一行

1.访问成员变量

public class Fu {int age = 18;
}
public class Zi extends Fu{int age = 20;public void show(){int age = 23;System.out.println(this.age);//20System.out.println(super.age);//18}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi zi = new Zi();zi.show();}
}

2.访问构造方法

public class Fu {
String name;
int age;public Fu() {}public Fu(String name) {this.name = name;}public Fu(int age) {this.age = age;System.out.println("调用父类构造器");}}
public class Zi extends Fu{String sex;int height;public Zi(int height) {
//        this(sex);super(18);this.height = height;}public Zi(String sex) {this.sex = sex;System.out.println("本类中调用其它构造器");}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi zi = new Zi(180);}
}

3.访问成员方法

5.2 构造方法的访问特性

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，为什么？
因为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
每一个子类构造方法的第一条语句默认都是：super()

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：自己给出无参构造方法

public class Fu {String name;int age;public Fu() {System.out.println("访问父类无参构造");}public Fu(String name) {this.name = name;}public Fu(int age) {this.age = age;System.out.println("调用父类构造器");}
}
public class Zi extends Fu {String sex;int height;public Zi() {}public Zi(int height) {this("男");
//        super(18);this.height = height;}public Zi(String sex) {this.sex = sex;System.out.println("本类中调用其它构造器");}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi zi = new Zi(180);}
}

5.3 方法的访问特性

5.3.1继承中成员方法的访问特点

通过子类对象访问一个方法
子类成员范围找
父类成员范围找
如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

总结：就近原则

5.3.2 方法重写

1.方法重写概述
子类中出现了和父类中一模一样的方法声明

2.方法重写的应用
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

3.@Override
是一个注解(注解后面会学习到)
可以帮助我们检查重写方法的方法声明的正确性

6. 练习: 项目经理和程序员

需求：请使用继承的思想设计出项目经理类和程序员类，并进行测试。

项目经理：
成员变量：工号，姓名，工资，奖金
成员方法：工作()

程序员：
成员变量：工号，姓名，工资
成员方法：工作()

员工：
成员变量：工号，姓名，工资
成员方法：工作()

项目经理继承自员工，添加一个新的成员变量奖金
程序员继承自员工，不需要添加新的成员

2.修饰符

接下来，我们来学习修饰符，在学习修饰符之前，我们先说一下修饰符的分类。

修饰符分为权限修饰符和状态修饰符，我们先来学习权限修饰符。

修饰符的分类

1.权限修饰符

2.状态修饰符

2.1 权限修饰符

修饰符	同一个类中	同一个包中	不同包，但父子关系	不同包，非父子关系
private	√
默认（缺省）	√	√
protected	√	√	√
public	√	√	√	√

2.2 状态修饰符

static(静态)

final(最终态)

2.21 static 关键字

static 静态修饰为所有对象使用
关键字是静态的意思，可以修饰成员方法，成员变量

static 修饰的特点
① 被类的所有对象共享，这也是我们判断是否使用静态关键字的条件
② 可以通过类名调用，当然，也可以通过对象名调用，推荐使用类名调用

解释：
JVM加载类：
所有的类都是在对其第一次使用时，动态加载到JVM中的。当程序创建第一个类的静态成员的引用时，就会加载这个类，进而可以得到该类的类型信息
即使在构造器之前并没有使用static关键字。因此，使用new操作符创建类的新对象也会被当做对类的静态成员的引用。
被static修饰的方法会首先被Classloader对象先加载进内存，而这个时候可能其它的非静态方法或者变量还没有被加载进来

2.22 static 的访问特点

非静态的成员方法

能访问静态的成员变量
能访问非静态的成员变量
能访问静态的成员方法
能访问非静态的成员方法

静态的成员方法
能访问静态的成员变量
能访问静态的成员方法

总结成一句话就是：静态成员方法只能访问静态成员

public class Non_Static {public static String name;String sex;public void play(){System.out.println("play");}public static void run(){System.out.println("run");}//非静态成员方法public void show(){System.out.println(name);System.out.println(sex);play();run();}public static void show2(){System.out.println(name);run();}
}

2.23 main 方法格式的详细说明

public static void main(String[] args) { }
public 被jvm调用，访问权限足够大
static 被jvm调用，不用创建对象，直接类名访问
void 被jvm调用，不需要给jvm返回值
main 一个通用的名称，虽然不是关键字，但是被jvm识别
String[] args 以前用于接收键盘录入的

Java执行的程序参数1 参数2 参数3 第一个参数就是数组中的第一个元素
演示args接收数据

public static void main(String[] args) {System.out.println(args.length);for (int i = 0; i < args.length; i++) {System.out.println(args[i]);}}

在这里插入图片描述

2.24 static 的应用

工具类的特点
构造方法私有举例：Math
成员用static修饰（成员变量、成员方法）

2.25 final 关键字概述

在Math源码中有个值 public static final double PI = 3.14159265358979323846; 这个值不能改变

final 关键字是最终的意思，可以修饰成员方法，成员变量，类
final 修饰的特点
修饰方法：表明该方法是最终方法，不能被重写
修饰变量：表明该变量是常量，不能再次被赋值
修饰类：表明该类是最终类，不能被继承

2.26 final 修饰局部变量

变量是基本类型：final 修饰指的是基本类型的数据值不能发生改变
变量是引用类型：final 修饰指的是引用类型的地址值不能发生改变，但是地址里面的内容是可以发生改变的

   public void show2(final int a){
//        a = 5;//报错}public void show3(){final int  a = 5;
//       a = 6;//报错}

public class Test {public static void main(String[] args) {//final修饰基本类型变量final int age = 18;
//        age = 20;//报错//final修饰引用类型变量final People people = new People();people.setAge(18);people.setName("灰灰");}
}

2.27 Math类的使用

Math类留给学生作为课堂练习，或者晚上的作业。通过该练习看学员是否掌握类名.静态方法的使用。

Math类是：数学工具类，包含对数学运算的方法

帮助文档中，没有看到构造方法，因为成员都用static修饰了，可以通过类名直接访问

2.28 jar包和帮助文档

jar包：也就是后缀名为.jar 的文件，也叫做jar文件
JAR文件（Java归档，英语：JavaARchive）是一种软件包文件格式，一般情况下jar文件中打包了多个class文件
简单的理解：jar包就是.class文件的压缩包

jar包的使用

3.抽象类

抽象类的引入:在继承过程中提取公共方法和成员属性的过程中有的方法描述不清【即方法名一样但是执行的内容不一致】直接上代码展示然后写出解决方案最后提出抽象的概念

之前我们在继承关系中完全操作了成员变量但是成员方法呢？

3.1 抽象类概述

举例： dog类和cat类都会吃能不能把吃这个方法提取到父类animal中？

在这里插入图片描述

什么是抽象类？

一种特殊的父类  里面可以写抽象方法

什么是抽象方法？

当我们将共性方法提取到父类中之后，发现这个方法在父类中无法给出具体的描述【描述不清了】，而且这个方法还是子类中必须要有的方法

3.2 抽象类的定义格式

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

抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰

访问修饰符 abstract 返回值类型 方法();

访问修饰符 abstract 返回值类型 方法();

注意事项：

1.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

2.存在构造方法 —交给子类通过super进行访问的

3.抽象类不能实例化：无法通过new去创建自身的对象的【new 构造方法】 new 父类

4.抽象类的子类 —1.要么重写抽象类的所有方法 —2.要么也是一个抽象类

public abstract class TT {public abstract  void show();public static void main(String[] args) {TT tt = new TT() {@Overridepublic void show() {}};}
}

3.3 abstract关键字冲突问题:

final:被abstract修饰的方法,强制要求重写子类,被final修饰的方法子类不能重写

private:被abstract修饰的方法,强制要求重写子类,被private修饰的方法子类不能重写

static:被static修饰的方法可以直接类名调用,类名调用抽象方法没有意义 两个关键字不能同时还出现

3.4 抽象类中总结成员特点

成员变量
可以是变量
也可以是常量
构造方法
有构造方法，但是不能实例化
那么，构造方法的作用是什么呢？用于子类访问父类数据的初始化
成员方法
可以有抽象方法：限定子类必须完成某些动作
也可以有非抽象方法：提高代码复用性

3.4 练习猫和狗

需求：请采用抽象类的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试
思路：
定义动物类(Animal)
成员变量：姓名，年龄
构造方法：无参，带参
成员方法：get/set，吃();
定义猫类(Cat)，继承动物类，重写吃的方法
构造方法：无参，带参
成员方法：吃(){…}
定义狗类(Dog)，继承动物类，重写吃的方法
构造方法：无参，带参
成员方法：吃(){…}
定义测试类(AnimalDemo)，写代码测试

4.接口

那我们在之前学完了抽象类我们知道抽象类中可以有抽象方法也可以有非抽象的方法，可以有成员变量也可以有常量。

那我们能不能抽取出来在一个类中只定义抽象方法和常量。让我们更加规范的使用。

在这里插入图片描述

4.1 接口概述

接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，大家都可以通用

Java中的接口更多的体现在对行为(方法)的抽象

4.2 接口的特点

接口用关键字interface修饰

public interface 接口名 {public abstract 返回值类型 方法();…
}
注释: public abstract 可以省略

public interface Window {public abstract void show();public void show2();void show3();
}

类实现接口用implements表示

 1.public class 类名 implements 接口{重写方法;}2.创建一个抽象类 
public abstract class 类名 implements 接口{ //重写所需接口中的抽象方法}

接口不能实例化
接口如何实例化呢？参照多态的方式，通过实现类对象实例化，这叫接口多态接口的实现类
要么重写接口中的所有抽象方法
要么是抽象类

4.3 接口的成员特点

为什么接口实现不能直接实例化【new出来】=>如果能new,就可以直接通过对象变量调用方法,毫无意义？

1.成员变量

只能是常量

默认修饰符：public static final

2.成员方法

只能是抽象方法

默认修饰符：public abstract

关于接口中的方法，JDK8和JDK9中有一些新特性 default，后面再讲解

3.构造方法

没有，因为接口主要是扩展功能的，而没有具体存在

一个类如果没有父类，默认继承自Object类

4.4 类和接口关系

类和类的关系

继承关系，只能单继承，但是可以多层继承

类和接口的关系

实现关系，可以单实现，也可以多实现，还可以在继承一个类的同时实现多个接

接口和接口的关系

继承关系，可以单继承，也可以多继承

4.5 抽象类和接口的区别

成员区别

抽象类 :变量,常量；有构造方法；有抽象方法,也有非抽象方法

接口 : 常量；抽象方法

关系区别

类与类继承，单继承

类与接口实现，可以单实现，也可以多实现

接口与接口继承，单继承，多继承

设计理念区别

抽象类对类抽象，包括属性、行为

接口对行为抽象，主要是行为

接口是抽象类，但是抽象类不一定是接口！

抽象类在继承过程中占用extends关键字，耦合度高，不建议使用。建议使用接口！

4.6 应用和练习

我们先看一下抽象类的应用场景，再来对比一下接口的应用场景。

在这里插入图片描述

package com.gaohe.order;
public interface OrderInterface {
//    登录void log();
//    选择void choose();
//    购物车void gouwuche();
//    下单void xiadan();
//void pay();
//    结束void end();
}

package com.gaohe.order;public class OrderClass implements OrderInterface{@Overridepublic void log() {System.out.println("国内登录成功");}@Overridepublic void choose() {System.out.println("国内选择");}@Overridepublic void gouwuche() {System.out.println("国内加入购物车");}@Overridepublic void xiadan() {System.out.println("国内下单");}@Overridepublic void pay() {System.out.println("国内支付");}@Overridepublic void end() {System.out.println("国内结束");}
}

package com.gaohe.order;public class OrderWai implements OrderInterface{@Overridepublic void log() {System.out.println("国外登录成功");}@Overridepublic void choose() {System.out.println("国外选择");}@Overridepublic void gouwuche() {System.out.println("国外加入购物车");}@Overridepublic void xiadan() {System.out.println("国外下单");}@Overridepublic void pay() {System.out.println("国外支付");}@Overridepublic void end() {System.out.println("国外结束");}public void panduan(){System.out.println("判断网络结果为国外ip");}
}

package com.gaohe.order;import java.util.Scanner;public class OrderTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("请选择版本 1代表国内 2代表国外");Scanner sc = new Scanner(System.in);int banben = sc.nextInt();OrderInterface o =null;if(banben == 1){o=new OrderClass();}else if(banben == 2){o=new OrderWai();}else{System.out.println("滚  ");}
//
//        o.panduan();
//        强制类型转化
//        if(banben == 2){
//            OrderWai o1 = (OrderWai) o;
//            o1.panduan();
//        }if(o instanceof OrderWai){OrderWai o1 = (OrderWai) o;o1.panduan();}o.log();o.choose();o.gouwuche();o.xiadan();o.pay();o.end();
/*
* OrderWai orderwai = new OrderWai();orderwai.log();orderwai.choose();orderwai.gouwuche();orderwai.xiadan();orderwai.pay();orderwai.end();
* */}
}

4.7 JDK8以后接口中新增的方法

在这里插入图片描述

接口的组成
1.常量

public static final

2.抽象方法

public abstract

默认方法(Java 8)
静态方法(Java 8)
私有方法(Java 9)（自行研究，仅在新版框架底层有所使用）

4.8 默认方法

接口中默认方法的定义格式：

格式：public default 返回值类型 方法名(参数列表) {   }

范例：public default void show1() { }

接口中默认方法的注意事项：

public可以省略，default不能省略

4.9 静态方法

接口中静态方法的定义格式：

格式：public static 返回值类型 方法名(参数列表) {   }

范例：public static void show2() { }

接口中静态方法的注意事项：

静态方法只能通过接口名调用，不能通过实现类名或者对象名调用
public可以省略，static不能省略

4.10 私有方法

接口中私有方法的定义格式：

格式1：private 返回值类型 方法名(参数列表) {   }

范例1：private void show3() { }

格式2：private static 返回值类型 方法名(参数列表) {   }

范例2：private static void show4() { }

接口中私有方法的注意事项：

默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法
静态方法只能调用私有的静态方法

4.11 新接口方法应用场景

可以用做项目中的日志打印。

在这里插入图片描述

5.多态

引入:订单业务=>先写接口=>国内业务的实现类=>测试类的书写？思考新增国务业务应该怎么书写？

5.1 多态概述

多态：指的是同一个对象，在不同时刻表现出来的多种形态
举例：猫

5.2 多态的常见形式

多态的形式：具体类多态，抽象类多态，接口多态

父类类型 对象名称 = new 子类构造器;
接口     对象名称 = new 实现类构造器;

我们可以说猫是猫：猫 cat = new 猫();
我们也可以说猫是动物：动物 animal = new 猫();
这里猫在不同的时刻表现出来了多种形态，这就是多态

5.3 多态的前提和体现

1.有继承/实现关系
2.有方法重写
3.有父(类/接口)引用指向(子/实现)类对象

5.4 练习猫和狗

需求：请采用多态的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试
思路：
定义动物类(Animal)
成员变量：姓名，年龄
构造方法：无参，带参
成员方法：get/set，吃(){}
定义猫类(Cat)，继承动物类，重写吃的方法
构造方法：无参，带参
成员方法：吃(){}
定义狗类(Dog)，继承动物类，重写吃的方法
构造方法：无参，带参
成员方法：吃(){}
定义测试类(AnimalDemo)，写代码测试

5.5 多态中成员访问特点

成员变量：编译看左边，执行看左边
成员方法：编译看左边，执行看右边

为什么成员变量和成员方法的访问不一样呢？
因为成员方法有重写，而成员变量没有

public class Animal {public String name = "动物";public void run(){System.out.println("动物跑得快");}
}

        public class Lion extends Animal{public  String name = "狮子";public int age = 18;public void run(){System.out.println("狮子跑得飞快");}}

public class Test {public static void main(String[] args) {Animal a = new Lion();System.out.println(a.name);
//        System.out.println(a.age);//报错了 ！ 对变量 运行编译都看左边a.run();//狮子跑得飞快  编译看左边 运行看右边}
}

5.6 多态的好处和弊端

多态的好处：提高了程序的扩展性
具体体现：定义方法的时候，使用父类型作为参数，将来在使用的时候，使用具体的子类型参与操作
多态的弊端：不能使用子类的特有功能

1.对象多态

好处:方法的形参定义为父亲类型，这个元素就可以接受该父类的任意子类对象了

2.行为多态

好处:同一个方法，具有多种不同的表现，或形态能力

public abstract class Animal {public abstract void eat();
}

public class Cat extends Animal{@Overridepublic void eat(){System.out.println("吃猫粮");}
}

public class Dog extends Animal{@Overridepublic void eat(){System.out.println("喜欢吃**");}public void lookDoor(){System.out.println("看门");}
}

public class AnimalOperator {// public void make(Dog dog){//     dog.eat();// }// public void make(Cat cat){//     cat.eat();// }public void make(Animal animal){animal.eat();//animal.lookdoor();}
}

public class Test {public static void main(String[] args) {AnimalOperator ao1 = new AnimalOperator();ao1.make(new Dog());AnimalOperator ao2 = new AnimalOperator();ao2.make(new Cat());}
}

5.7 多态中的转型

1.向上转型（自动转型）

从子到父

父类引用指向子类对象

2.向下转型（强制转型）

从父到子

父类引用转为子类对象

在这里插入图片描述

public class Test {public static void main(String[] args) {//向上转型 Animal a = new Lion();// System.out.println(a.name);a.run();//狮子跑得飞快 //向下转型// Lion lion =  (Lion) a;// lion.attack();Tiger tiger =  (Tiger) a;//java.lang.ClassCastExceptiontiger.attack();}
}

5.8 多态中的转型问题

概述:如果被转型的引用类型变量,对应的实际类型和目标类型不是同一种类型,那么在转换的时候就会出现ClassCastException
解决方法
关键字:instanceof
使用格式:
对象名 instanceof 类型
判断一个对象是否是一个类的实例
通俗理解：判断关键字的左边的对象,是否是右边的类型,返回boolean类型结果

		{Animal a1 = new Dog();//自动类型转换  父类类型 对象名 = new 子类构造器();Animal a2 = new Pig();check(a1);check(a2);}//将要判断的内容提到一个静态方法中  方便调用 提高了代码的复用效率public static void check(Animal animal){if (animal instanceof Dog){//Dog dog1 = (Dog) animal;dog1.lookDoor();}else if (animal instanceof Pig){Pig pig1 = (Pig) animal;pig1.sleep();}}

5.9 案例

在这里插入图片描述

public interface Pay {public abstract void pay(double money);
}

public class ZhiFuPingTai implements Pay{@Overridepublic void pay(double money) {System.out.println("通过支付平台支付"+ money);}
}

public class BankCard implements Pay{@Overridepublic void pay(double money) {System.out.println("通过银行卡支付了" + money);}
}

public class XinYongKa implements  Pay{@Overridepublic void pay(double money) {System.out.println("通过信用卡支付"+ money);}
}

public class Test01 {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请选择支付方式1.支付平台支付2.银行卡支付3.信用卡支付");System.out.println("请选择支付方式:");int i = sc.nextInt();System.out.println("请选择支付金额:");double money = sc.nextDouble();Pay pay = null;if (i== 1){pay = new ZhiFuPingTai();pay.pay(money);}else if(i == 2){pay = new BankCard();pay.pay(money);}else if(i ==3){pay = new XinYongKa();pay.pay(money);}}
}