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Java 继承和多态(进阶介绍 十六)

时间:2024-08-06 13:52:53浏览次数:13  
标签:Java 进阶 多态 class extends Animal Mammal mailCheck public

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Java 继承

IS-A 关系

实例

实例

instanceof 关键字

HAS-A 关系

例子

Java 多态

简单的例子

虚方法

多态的实现方式

方式一:重写

方式二:接口


Java 继承

继承是所有 OOP 语言和 Java 语言不可缺少的组成部分。

继承是 Java 面向对象编程技术的一块基石,是面向对象的三大特征之一,也是实现软件复用的重要手段,继承可以理解为一个对象从另一个对象获取属性的过程。

如果类 A 是类 B 的父类,而类  B 是类 C 的父类,我们也称类 C 是 A 的子类,类 C 是从类 A 继承而来的。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。

继承中最常使用的两个关键字是 extends 和 implements 。

这两个关键字的使用决定了一个对象和另一个对象是否是 IS-A (是一个)关系。

通过使用这两个关键字,我们能实现一个对象获取另一个对象的属性。

所有 Java 的类均是由 java.lang.Object 类继承而来的,所以 Object 是所有类的祖先类,而除了 Object 外,所有类必须有一个父类。

通过 extends 关键字可以申明一个类是继承另外一个类而来的,一般形式如下:

// A.java
public class A {
    private int i;
    protected int j;
 
    public void func() {
 
    }
}
 
// B.java
public class B extends A {
    public int z;

    public void fund(){

    }
    
}

以上的代码片段说明,类 B 由类 A 继承而来的,类 B 是类 A 的子类。而类 A 是 Object 的子类,这里可以不显示地声明。

作为子类,类 B 的实例拥有类 A 所有的成员变量,但对于 private 类型的成员变量类 B 却没有访问权限,这保障了类 A 的封装性。


IS-A 关系

IS-A 就是说: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。

public class Animal{
}

public class Mammal extends Animal{
}

public class Reptile extends Animal{
}

public class Dog extends Mammal{
}

基于上面的例子,以下说法是正确的:

  • Animal 类是 Mammal 类的父类。
  • Animal 类是 Reptile 类的父类。
  • Mammal 类和 Reptile 类是 Animal 类的子类。
  • Dog 类既是 Mammal 类的子类又是 Animal 类的子类。

分析以上示例中的 IS-A 关系,如下:

  • Mammal IS-A Animal
  • Reptile IS-A Animal
  • Dog IS-A Mammal

因此 : Dog IS-A Animal

通过使用关键字 extends ,子类可以继承父类的除 private 属性外所有的属性。

我们通过使用 instanceof 操作符,能够确定 Mammal IS-A Animal

实例

public class Dog extends Mammal{
   public static void main(String args[]){

      Animal a = new Animal();
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();

      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

以上实例编译运行结果如下:

true
true
true

介绍完 extends 关键字之后,我们再来看下 implements 关键字是怎样使用来表示 IS-A 关系。

Implements 关键字在类继承接口的情况下使用, 这种情况不能使用关键字 extends 

实例

public interface Animal {}

public class Mammal implements Animal{
}

public class Dog extends Mammal{
}

instanceof 关键字

可以使用 instanceof 运算符来检验 Mammal 和 dog 对象是否是 Animal 类的一个实例。

interface Animal{}

class Mammal implements Animal{}

public class Dog extends Mammal{
   public static void main(String args[]){

      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();

      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
} 

以上实例编译运行结果如下:

true
true
true

HAS-A 关系

HAS-A 代表类和它的成员之间的从属关系。这有助于代码的重用和减少代码的错误。

例子

public class Vehicle{}
public class Speed{}
public class Van extends Vehicle{
	private Speed sp;
} 

Van 类和 Speed 类是 HAS-A 关系( Van 有一个 Speed ),这样就不用将 Speed 类的全部代码粘贴到 Van 类中了,并且 Speed 类也可以重复利用于多个应用程序。

在面向对象特性中,用户不必担心类的内部怎样实现。

Van 类将实现的细节对用户隐藏起来,因此,用户只需要知道怎样调用 Van 类来完成某一功能,而不必知道 Van 类是自己来做还是调用其他类来做这些工作。

Java 只支持单继承,也就是说,一个类不能继承多个类。

下面的做法是不合法的:

public class extends Animal, Mammal{} 

Java 只支持单继承(继承基本类和抽象类),但是我们可以用接口来实现(多继承接口来实现),代码结构如下:

public class Apple extends Fruit implements Fruit1, Fruit2{}

一般我们继承基本类和抽象类用 extends 关键字,实现接口类的继承用 implements 关键字

Java 多态


多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态性是对象多种表现形式的体现。

比如我们说"宠物"这个对象,它就有很多不同的表达或实现,比如有小猫、小狗、蜥蜴等等。那么我到宠物店说"请给我一只宠物",服务员给我小猫、小狗或者蜥蜴都可以,我们就说"宠物"这个对象就具备多态性。

接下来让我们通过实例来了解Java的多态。

简单的例子

public interface Vegetarian{}
public class Animal{}
public class Deer extends Animal implements Vegetarian{}

因为Deer类具有多重继承,所以它具有多态性。以上实例解析如下:

  • 一个 Deer IS-A(是一个) Animal
  • 一个 Deer IS-A(是一个) Vegetarian
  • 一个 Deer IS-A(是一个) Deer
  • 一个 Deer IS-A(是一个)Object

在Java中,所有的对象都具有多态性,因为任何对象都能通过IS-A测试的类型和Object类。

访问一个对象的唯一方法就是通过引用型变量。

引用型变量只能有一种类型,一旦被声明,引用型变量的类型就不能被改变了。

引用型变量不仅能够被重置为其他对象,前提是这些对象没有被声明为final。还可以引用和它类型相同的或者相兼容的对象。它可以声明为类类型或者接口类型。

当我们将引用型变量应用于Deer对象的引用时,下面的声明是合法的:

Deer d = new Deer();
Animal a = d;
Vegetarian v = d;
Object o = d;

所有的引用型变量d,a,v,o都指向堆中相同的Deer对象。


虚方法

我们将介绍在Java中,当设计类时,被重写的方法的行为怎样影响多态性。

我们已经讨论了方法的重写,也就是子类能够重写父类的方法。

当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法,则必须使用关键字super。

/* 文件名 : Employee.java */
public class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public Employee(String name, String address, int number)
   {
      System.out.println("Constructing an Employee");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   public void mailCheck()
   {
      System.out.println("Mailing a check to " + this.name
       + " " + this.address);
   }
   public String toString()
   {
      return name + " " + address + " " + number;
   }
   public String getName()
   {
      return name;
   }
   public String getAddress()
   {
      return address;
   }
   public void setAddress(String newAddress)
   {
      address = newAddress;
   }
   public int getNumber()
   {
     return number;
   }
}

假设下面的类继承Employee类:

/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
   private double salary; //Annual salary
   public Salary(String name, String address, int number, double
      salary)
   {
       super(name, address, number);
       setSalary(salary);
   }
   public void mailCheck()
   {
       System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
       System.out.println("Mailing check to " + getName()
       + " with salary " + salary);
   }
   public double getSalary()
   {
       return salary;
   }
   public void setSalary(double newSalary)
   {
       if(newSalary >= 0.0)
       {
          salary = newSalary;
       }
   }
   public double computePay()
   {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
}

现在我们仔细阅读下面的代码,尝试给出它的输出结果:

/* 文件名 : VirtualDemo.java */
public class VirtualDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
      Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
      System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
      s.mailCheck();
      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }
}

以上实例编译运行结果如下:

Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0

Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to John Adams with salary 2400.0

例子中,我们实例化了两个Salary对象。一个使用Salary引用s,另一个使用Employee引用。

编译时,编译器检查到mailCheck()方法在Salary类中的声明。

在调用s.mailCheck()时,Java虚拟机(JVM)调用Salary类的mailCheck()方法。

因为e是Employee的引用,所以调用e的mailCheck()方法则有完全不同的结果。

当编译器检查e.mailCheck()方法时,编译器检查到Employee类中的mailCheck()方法。

在编译的时候,编译器使用Employee类中的mailCheck()方法验证该语句, 但是在运行的时候,Java虚拟机(JVM)调用的是Salary类中的mailCheck()方法。

该行为被称为虚拟方法调用,该方法被称为虚拟方法。

Java中所有的方法都能以这种方式表现,借此,重写的方法能在运行时调用,不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。

多态的实现方式

方式一:重写

http://t.csdnimg.cn/Y4AjJ

方式二:接口

  • 1. 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中,因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则,有可能到国外就不行,那是因为国外自己定义的接口类型。
  • 2. java中的接口类似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容

标签:Java,进阶,多态,class,extends,Animal,Mammal,mailCheck,public
From: https://blog.csdn.net/weixin_64261178/article/details/140944150

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