Java学习笔记（13）——面向对象编程

面向对象基础

方法重载

练习：

继承

继承树

protected

super

阻止继承

向上转型

向下转型

区分继承和组合

练习

小结：

方法重载

如果有一系列方法，功能类似，只是参数有所不同，就可以把这字方法名成同名方法：

class Hello {public void hello() {System.out.println("Hello");}public void hello(String name) {System.out.println("Hello " + name);}public void hello(String name,int age) {if(age < 18) {System.out.println("Hi " + name + "!");} else {System.out.println("Hello " + name + "!");}}
}

这种方法名相同，但各自参数不同，称为方法重载（Overload）。

通常，方法重载的返回值类型都是相同的。

举个例子：

String类提供了多个重载方法indexOf()，可以查找子串：

int indexOf(int ch)：根据字符的Unicode码查找
int indexOf(String str)：根据字符查找
int indexOf(int ch,int fromIndex)：指定起始位置，根据字符查找
int indexOf(String str,int fromIndex)：指定起始位置，根据字符串查找

public class Main {public static void main(String[] args) {String s = "Test string";int n1 = s.indexOf('t');int n2 = s.indexOf("st");int n3 = s.indexOf("st",4);System.out.println(n1);System.out.println(n2);System.out.println(n3);}
}

练习：

public class Main {public static void main(String[] args) {Person ming = new Person();Person hong = new Person();ming.setName("Xiao Ming");hong.setName("Xiao ","Hong");System.out.println(ming.getName());System.out.println(hong.getFirstName() + hong.getSunName());}
}class Person {private String name;private String sunName;private String firstName;public String getName() {return name;}public String getSunName() {return sunName;}public String getFirstName() {return firstName;}public void setName(String name) {this.name = name;}public void setName(String fitstName,String sunName) {this.firstName = fitstName;this.sunName = sunName;}
}

继承

若要定义一个类，这个类包含了已有类的字段和方法，只是增加了一些字段和方法，可以用继承从而在这个类中不写重复代码。

继承是面向对象编程中非常强大的一种机制，可以复用代码，只需要为新的类编写新增功能即可。

Java用extends关键字来实现继承：

class Person {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}class Student extends Person {private int score;public void getScore(int score) {this.score = score;}
}

子类自动获得了父类所有字段，严禁定义与父类重名的字段。

在OOP的术语中，把Person成为超类，基类，父类；把Student成为子类，扩展类

继承树

在Java中，没有明确写extends的类，编译器自动加上extends Object。所以，除了Object，任何类都会继承自某个类，Java只允许一个class继承自一个类。

protected

继承的特点：子类无法访问父类的private字段或者private方法。所以下面例子中Student无法访问Person的name字段和age字段：

class Person {private String name;private int age;
}class Student extends Person {public String hello() {return "Hello," + name;//会编译错误}
}

为了让子类可以访问父类的字段，要把private改为protected。用protected修饰的字段可以被子类访问。

class Person {protected String name;protected int age;
}class Student extends Person {public String hello() {return "Hello," +name;//可以正常编译}
}

以上，protected关键字可以把字段和方法的访问权限控制在继承树内部，一个protected字段和方法可以被其子类、子类的子类访问。

super

表示父类（超类）。子类引用父类的字段时，可以用super.fieldName。例如：

class Student extends Person {public String hello() {return "Hello," + super.name;}
}

这里使用super.name或者this.name效果一致，编译器会自动定位到父类的name字段。

但是，在某些情况，必须使用super，如：

public class Main {public static void main(String[] args) {Student s = new Student("Xiao Ming",12,89);}
}class Person {protected String name;protected int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}}class Student extends Person {protected int score;public Student(String name,int age,int score) {this.score = score;}
}

编译错误为：在Student的构造方法中，无法调用Person的构造方法。

在Java中，任何class的构造方法，第一行语句必须是调用父类的构造方法，编译器会自动加一个super·();所以，Student类的构造方法实际是这样：

class Student extends Person {protected int score;public Student(String namekint age,int score; {super();this.score = score;}
}

由于Person类并没有无参数的构造方法，所以编译失败，可以调用Person存在的某个构造方法，如：

class Student extends Person {protected int score;public Student(String name,int age,int score) {super(name,age);this.score = score;}
}

结论：如果父类没有默认构造方法，子类就必须显示调用super()并给出参数以便编译器定位到父类的一个合适的构造方法。子类不会继承父类的任何构造方法，子类默认的构造方法是编译器自动生成的，而不是继承的。

阻止继承

正常情况下，只要某个类没有final修饰符，那么任何类都可以从该class继承。用sealed修饰class，并通过permits明确写出能够从该class类继承的子类名称。

比如定义一个Shape类：

public sealed class Shape permits Rect,Circle,Triangle {...
}

这就是一个sealed类，只允许指定的3个类继承它，

public final class Rect extends Shape{...}
// 没问题，因为Rect出现在Shape的permits列表中
// 但是，如果定义一个Ellipse就会报错
// 因为Ellipse并未出现在Shape的permits列表中。
public final class Sllipse extends Shape {...}
// Compile error: class is not allowed to extend sealed class: Shape

这种sealed类主要用于一些框架，防止继承被滥用。

sealed在Java15中目前是预览状态，要启用它必须使用参数--enable-preview和--source15

向上转型

如果Student是Person继承下来的，那么，一个引用类型为Person的变量，可以指向Student。Student拥有父类Person所有功能，Person类型的变量可以指向Student类型的实例。

Person p = new Student();

这种把一个子类类型安全的变为父类类型的赋值，被称为向上转型（upcasting）

Student s = new Student();
Person p = s;// upcasting,ok
Object o1 = p;// upcasting,ok
Object o2 = s;// upcasting,ok

继承树为：Student > Person > Object，所以，可以把Student类型转为Person或Object

向下转型

如果一个父类类型强制转为子类类型，就是向下转型（downcasting）

Person p1 = new Student();// upcasting,ok
Person p2 = new Person();
Student s1 = (student) p1;// ok
Student s2 = (Student) p2;// runtime error! ClassCastException!

为了避免向下转型出现错误Java提供了instanceof操作符，可以先判断一个实例究竟是不是某种类型。

Person p = new Person();
System.out.println(p instancaof Person);// true
System,out.ptintln(p instanceof Student);// falseStudent s = new Student();
System.out.println(s instanceof Person);// true
System.out.println(s instanceof Student);// trueStudent n = null;
System.out.println(n instanceof Student);ture

instanceof实际上判断一个变量所指的实例是否是指定类型，或者这个类型的子类。如果一个引用变量为null，那么对任何instanceof的判断都为false

利用instanceof，在向下转型前可以先判断：

Person p = new Student();
if (p instanceof Student) {// 只有判断成功才会向下转型Student s = (Student) p;
}

从Java14开始，判断instanceof后，可以直接转型为指定变量，避免再次强制转型。

Object obj = "hello";
if (obj instanceof String) {String s = (String) obj;System.out.println(s.toUpperCase());
}
// 可以改写为：
public class Main {public static void main(String[] args) {Object obj = "hello";if(obj instanceof String s) {// 直接使用变量sSystem.out.println(s.yoUpperCase());}}
}

区分继承和组合

is关系用继承，has关系用组合：

class Student extends Person {protected Book book;protected int score;
}

练习

public class Main {public static void main(String[] args) {Person p = new Person("小明",12);Student s = new Student("小红",29,99);Student ps = new PrimaryStudent("小军",9,100,5);System.out.println(ps.getScore());}
}class Person {protected String name;protected int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}class Student extends Person {protected int score;public Student(String name, int age, int score) {super(name, age);this.score = score;}public int getScore() {return score;}
}class PrimaryStudent extends Student {protected int grade;public PrimaryStudent(String name, int age, int score, int grade) {super(name, age, score);}
}