Java基础知识（9）- 面向对象（一）
2022/2/21 14:26:44
本文主要是介绍Java基础知识（9）- 面向对象（一），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
继承(Extends)、重写(Override)、重载(Overload)
1. 继承(Extends)
1) 继承的概念
继承是 Java 面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。
继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的属性和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。
类的继承格式:
class Parent {
}
class Sub extends Parent {
}
使用关键字 extends ，子类 Sub 继承了父类 Parent。
2) 继承的特点
(1) 子类继承了父类所有非 private 的属性和方法。
(2) 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
(3) 子类可以用自己的方式重写父类的方法。
(4) Java 的继承是单继承，但是可以多重继承:
a) 单继承就是一个子类只能继承一个父类，即子类只能有一个直接父类，extends 关键字后面只能有一个类名;
b) 多重继承，列如：类A的有自己的子类 B，B可以自己的子类C，C可以 ...
(5) 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系紧密，代码独立性差）。
3) IS-A 关系
IS-A：一个对象是另一个对象的一个分类。
下面是使用关键字 extends 实现继承。
class Human {
}
class Male extends Human {
}
class Boy extends Male {
}
基于上面的例子，以下说法是正确的：
Human 类是 Male 类的父类, Male 类是 Human 类的子类。
Boy 类既是 Male 类的子类又是 Human 类的子类。
分析以上示例中的 IS-A 关系，如下：
Man IS-A Human
Boy IS-A Male
因此: Boy IS-A Human
通过使用 instanceof 关键字，能够确定 Male，Boy 是 Human 类的实例， 也就是 IS-A Human。
1 public static void main(String args[]) {
2 Male m = new Male();
3 Boy b = new Boy();
4 System.out.println(m instanceof Human);
5 System.out.println(b instanceof Human);
6 }
输出：
true
true
4）HAS-A 关系
HAS-A 代表类和它的成员之间的从属关系。
class Group {}
public class Boy extends Male {
private Group group;
}
Boy 类和 Group 类是 HAS-A 关系( Boy 有一个 group)，这样就不用将 Group 类的全部代码粘贴到 Boy 类中了，并且 Group 类也可以重复使用到其它类中。
5) 关键字
继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。
(1) extends关键字
在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，extends 只能继承一个类。
(2) implements关键字
使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）
(3) instanceof 关键字
使用 instanceof 关键字判断一个对象是否为一个类（或接口、抽象类、父类）的实例，语法格式如下所示。
boolean result = obj instanceof Class
其中，obj 是一个对象，Class 表示一个类或接口。obj 是 class 类（或接口）的实例或者子类实例时，结果 result 返回 true，否则返回 false。
下面 instanceof 关键字的几种用法:
(1) 声明一个 class 类的对象，判断 obj 是否为 class 类的实例对象（很普遍的一种用法）;
(2) 声明一个 class 接口实现类的对象 obj，判断 obj 是否为 class 接口实现类的实例对象;
(3) obj 是 class 类的直接或间接子类
(4) super 关键字
子类不能继承父类的构造方法，如果要调用父类的构造方法，可以使用 super 关键字。super 可以用来访问父类的构造方法、普通方法和属性。
super 关键字的功能：
(1) 在子类的构造方法中显式的调用父类构造方法
(2) 访问父类的成员方法和变量。
(5) this 关键字
当一个对象创建后，Java虚拟机（JVM）就会给这个对象分配一个引用自身的指针，这个指针的名字就是 this。
this 的作用：
(1) 使用 this 来区分当前对象，比如在构造函数和对象实例的方法中，实例变量和局部变量名字冲突时，可以给实例变量加上 this. 前缀;
(2) 在构造器中使用 this 来调用对象本身的其他构造器；
(3) 返回类的引用。如在代码中，可以使用return this来返回某个类的引用。此时，这个this关键字就代表类的名称；
不能在 static 方法中使用 this 关键字。
Static 方法是类方法，先于任何的实例（对象）存在。即Static方法在类加载时就已经存在了，但是对象是在创建时才在内存中生成，而 this 指代的是当前对象。
在方法中定义使用的this关键字，它的值是当前对象的引用.也就是说你只能用它来调用属于当前对象的方法或者使用this处理方法中成员变量和局部变量重名的情况.
而且 this 和 super 都无法出现在 static 修饰的方法中，static 修饰的方法是属于类的，该方法的调用者可能是一个类，而不是对象。
(6) final 关键字
final 关键字声明类可以把类定义为不能继承，用于修饰方法，该方法不能被子类重写：
声明类：
final class 类名 {//类体}
声明方法：
修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名() {//方法体}
注: 实例变量也可以被定义为 final，被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final，但是实例变量并不是 final。
6) 构造函数
构造函数（或称构造方法，或称构造器），是一种特殊的方法。主要用来在创建对象时初始化对象，即为对象成员变量赋初始值，总与 new 运算符一起使用在创建对象的语句中。
构造函数的作用和特点：
(1) 构造函数的主要作用是完成对象的初始化工作；
(2) 构造函数的名称必须与类名相同，包括大小写；
(3) 构造函数没有返回值，也不能用 void 修饰；
(4) 一个类可以定义多个构造方法，如果在定义类时没有定义构造方法，则编译系统会自动插入一个无参数的默认构造器，这个构造器不执行任何代码；
(5) 构造方法可以重载，以参数的个数、类型或顺序的不同；
2. 重写(Override)
在子类中如果创建了一个与父类中相同名称、相同返回值类型、相同参数列表的方法，只是方法体中的实现不同，以实现不同于父类的功能，这种方式被称为方法重写（Override），又称为方法覆盖。
当父类中的方法无法满足子类需求或子类具有特有功能的时候，需要方法重写。
下面程序演示了重写：
1 class Male extends Human {
2
3 public void display() {
4 }
5
6 public static void test() {
7 }
8 }
9
10 class Boy extends Male {
11
12 @Override
13 public void display() {
14 }
15
16 // 父类的 static 方法不能被重写，可以被再次声明和定义
17 //@Override
18 public static void test() {
19 }
20 }
1）@Override
是伪代码，表示方法重写, 使用 @Override 标签的好处：
1) 作为注释，帮助自己检查是否正确的复写了父类中已有的方法;
2) 便于别人理解代码;
3) 编译器可以给你验证 @Override 下面的方法名是否是你父类中所有的，如果没有则报错;
2) 重写的规则
(1) 参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同；
(2) 返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类（java5 及更早版本返回类型要一样，java7 及更高版本可以不同）；
(3) 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected；
(4) 父类的成员方法只能被它的子类重写；
(5) 声明为 final 的方法不能被重写；
(6) 声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明和定义，父类和子类有各自同名的 static 方法；
(7) 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法；
(8) 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法；
(9) 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以；
(10) 构造方法不能被重写；
3. 重载(Overload)
重载(Overload) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同，返回类型可以相同也可以不同。最常用的地方就是构造函数的重载。
下面程序演示了重写：
1 public class Male extends Human {
2
3 @Override
4 public void display() {
5 }
6
7 // 重载本类的 display()
8 public void display(String str) {
9 }
10 }
1) 重载的规则
(1) 被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型不一样)；
(2) 被重载的方法可以改变返回类型；
(3) 被重载的方法可以改变访问修饰符；
(4) 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
(5) 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载；
(6) 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准；
2) 重载与重写的区别
项目 重载方法 重写方法
参数列表 必须修改 不能修改
返回类型 可以修改 不能修改
异常 可以修改 可以减少或删除，一定不能抛出新的或者更广的异常
访问 可以修改 不能做更严格的限制（可以降低限制）
实例：
1 public class App {
2 public static void main( String[] args ) {
3
4 Male m = new Male("Male name");
5 Boy b = new Boy("Boy name");
6 System.out.println("Male is an instance of Human: " + (m instanceof Human));
7 System.out.println("Boy is an instance of Human: " +(b instanceof Human));
8
9 b.display();
10 b.display("Boy: Overload display(String str)");
11 b.displayParent();
12
13 b.test(); // Boy 类的 static test()
14 Male m2 = b;
15 m2.test(); // Male 类的 static test()
16 }
17 }
18
19 // final 类不能继承, 即最终类
20 final class Group {
21
22 }
23
24 class Human {
25 private String name;
26
27 // 构造函数
28 public Human(String name) {
29 // this 指向自己的引用
30 this.name = name;
31 }
32
33 public String getName() {
34 return name;
35 }
36
37 public static void test() {
38 // 不能在 static 方法中使用 this 关键字
39 //System.out.println("Human: test() -> name = " + this.name);
40 }
41 }
42
43 class Male extends Human {
44
45 // 构造函数
46 public Male(String name) {
47 super(name);
48 }
49
50 public String getName() {
51 return super.getName();
52 }
53
54 // final 方法不能被子类重写（Override）
55 final public void testFinalFunction() {
56 System.out.println("Male: test final function");
57 }
58
59 public void display() {
60 System.out.println("Male: display()");
61 }
62
63 // static test() 方法不能被子类重写（Override）
64 public static void test() {
65 System.out.println("Male: static test()");
66 }
67 }
68
69 class Boy extends Male {
70 // final 类 Group 不能被继承，
71 // 一般作为实例变量或类变量使用
72 private Group group;
73
74 // 构造函数
75 public Boy(String name) {
76 // 使用 super 调用父类构造方法
77 super(name);
78 }
79
80 public String getName() {
81 // 访问父类的成员方法
82 return super.getName();
83 }
84
85 /*
86 // 不能重写（Override）父类的 final 方法
87 @Override
88 public void testFinalFunction() {
89 System.out.println("Boy: test final function");
90 }
91 */
92
93 // 重写（Override）
94 @Override
95 public void display() {
96 System.out.println("Boy: Override display()");
97 }
98
99 // 重载（Overload）
100 public void display(String str) {
101 System.out.println(str);
102 }
103
104 // 使用 super 关键字可以调用父类的被重写方法
105 public void displayParent() {
106 super.display();
107 }
108
109 // 父类的 static test() 方法不能被重写（Override），可以被再次声明和定义
110 //@Override
111 public static void test() {
112 System.out.println("Boy: static test()");
113 }
114 }
输出：
Male is an instance of Human: true
Boy is an instance of Human: true
Boy: Override display()
Boy: Overload display(String str)
Male: display()
Boy: static test()
Male: static test()
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