Java 基础语法万字解析 Java 的包和继承

Posted 2021-09-26 吞吞吐吐大魔王

文章目录

• • 一、包
  • • 1. 概念
    • 2. 使用方式
    • 3. 静态导入
    • 4. 创建包
    • 5. 包的访问权限
    • 6. 常见的系统包
  • 二、继承
  • • 1. 概念
    • 2. 语法规则（含 super 使用）
    • 3. protected 关键字
    • 4. 更复杂的继承关系
    • 5. final 关键字
  • 三、组合
  • 四、总结（含谜底）

一、包

1. 概念

根据定义：包是组织类的一种方式

那么为什么要组织类呢？

简单来讲就是保证类的唯一性，就比如在以后的工作中，如果大家一起开发一个项目，大家可能在自己的代码中都写到了一个 Test 类，而如果出现了两个同名的类的话，就会冲突，导致代码不能编译通过。

用一份代码理解下

import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

上面一份代码，导入了 util 包，并使用了其中的 Date 类，目的是为了得到一个毫秒级的时间戳。而如果我们再导入一个 sql 包

import java.sql.*;
import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

上述代码就会编译错误，会显示 Reference to 'Date' is ambiguous, both 'java.sql.Date' and 'java.util.Date' match ，即两个包中都有 Date 类，不知道该和哪个匹配。稍微修改下，确定该 Date 是和谁匹配就行，修改方式如

java.util.Date date=new java.util.Date();

或者修改这里也行

import java.sql.*;
import java.util.Date;

2. 使用方式

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用，如上述代码中的 Date 类，还有我们经常使用的 Scanner 类、Arrays 类等等。

而这些类被放置在各个包中，比如 util 包中就有很多我们常用的类

虽说 Java 有这么多已经包装好的类供我们使用，但是并不是上面有的我们就可以直接使用。

其中 lang 包中的一些类可以直接使用，如 String、Short、Byte、Float 等等（因为这些类会被自动导入），写一个代码理解下

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 输出 long 的最大值
        System.out.println(Long.MAX_VALUE);	
    }
}

上述代码是输出 long 类型的最大值，其中使用了 Long 类的 Max_VALUE 方法。并且不需要手打导入 lang 包

而其它包使用时都需要手动导入，并且导入一般有以下几种方法

• 方法一(不推荐）： 直接在使用时，类前加包名，如

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        java.util.Date date=new java.util.Date();
    }
}

这种写法比较麻烦，不简洁

• 方法二： 使用 impot 语句直接导入某包中的某个类，如

import java.util.Date;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

注意：

导入包时也可以直接使用**通配符 *** ，直接导入 util 包中的所有，如

import java.util.*;

但是这个并不是直接将该包中的所有类全部导入，而是你用到哪个类就会导入哪个类。

但是会出现导入的两个包都使用通配符，并且两个包都包含同名类的话，则在使用时就会出现错误，如

import java.sql.*;
import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

因此更推荐导入某个指定的类

• 方法三（下面会讲解，不常使用）： 静态导入

了解到这里我们就会发现，Java 中的 import 和 C++ 中的 #include 差别很大，后者必须使用 #include 来引入其他文件内容，但是 Java 不需要。

3. 静态导入

其实之前讲方法那一章就提到过静态方法，而静态导入跟静态方法一样，都通过关键字 static 修饰，使用 import static 导入包。

而静态导入可以使我们不用写类名，这在某些时候会更加方便，例如

import static java.util.lang.Math.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        double x=3;
        double ans=pow(x,2);
    }
}

其实 pow 方法就省略了类名 Math

4. 创建包

既然理解了 Java 中的包，那么我们自己可以创建一个包吗？因为这样的话，我们就可以在和别人一起开发的时候，使用同一个类名了！

基本规则：

• 包中的文件最上方要加上一个 package 语句，来指定该代码在哪个包中
• 包名要和代码路径相匹配
• 如果一个类没有 package 语句，则会被放到一个默认的包中
• 包名需要全部小写，并尽量指定成唯一的名字（一般取名如下）

1. 个人项目：pers.发起者名.项目名.模快名
2. 团队项目：pers.团队名.项目名.模快名
3. 公司项目：com.公司名.项目名.模快名

为了方便上述规则的理解，接下来让我来手动创建一个包吧！

创建及使用步骤：

1. 右键 src ，点击new ，选择创建一个package

2. 创建包名，包名全部小写

   

3. 创建之后我们就可以看到这些，并且包名和代码的路径一致

4. 点击 demo1，创建一个 Java 文件

   大家发现没，我创建了一个叫 TestDemo 的类，而这个名字在 src 中已经有了。这就是包的作用！并且这个文件上面有 package pers.dmw.demo1; 指定了该代码的位置

5. 使用创建的类

   当我们输入 Test 的时候，它出现了两个 TestDemo，下面哪个就是我们创建的类。按照我们以上所学的，先导入包，再使用这个类

   完成啦！

5. 包的访问权限

之前学类时，我们学过 public 和 private，其中被 public 修饰的成员在整个工程都可以使用，而被 private 修饰成员的则只能在自己的类中使用

而都不被这两者修饰的成员，则可以在这个包的其他类中使用，但是不能在其他包中使用

比如我们个人创建的包中定义两个类 TestDemo1 和 TestDemo2，而 TestDemo 是其他包中的

其中 TestDemo2 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo2 {
    public int a=10;
    private int b=20;
    int c=30;
}

Testdemo1 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
        System.out.println(testDemo2.a);
        System.out.println(testDemo2.b);
        System.out.println(testDemo2.c);
    }
}

其中 b 不能打印，因为 b 被 private 修饰，只能在自己的类中使用

TestDemo 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
        System.out.println(testDemo2.a);
        System.out.println(testDemo2.b);
        System.out.println(testDemo2.c);
    }
}

其中 b 和 c 都不能打印，b 是被 private 修饰的类，而 c 没有被修饰，只能在自己的包中使用

6. 常见的系统包

包大概的知识已经介绍完了，最后让我们来了解下那些常见的系统包吧！

1. java.lang：系统常用基础类（String、Object），此包从 JDK1.1 后自动导入。

2. java.lang.reflflect：java 反射编程包

3. java.net：进行网络编程开发包

4. java.sql：进行数据库开发的支持包

5. java.util：是 Java 提供的工具程序包

6. java.io：I/O 编程开发包

二、继承

我们知道面向对象的基本特征就是：继承、封装、多态

我们已经了解过封装了，接下来就开始学习继承

学习继承之前我们首先回忆一下类与对象，之前我举了一个洗衣服的例子，不记得的朋友可以去 爆肝1W字只为弄懂类和对象 这章看看

而今天我再用一个谜语更好的帮大家去理解类和对象

谜语：

年纪不大，胡子一把。客人来啦，就喊妈妈（打一动物）

谜底：

诶！？先猜，谜底我已经放到本章的最后了，猜完的小伙伴可以到下面去验证哈

我们可以发现

• 谜语就是一种抽象
• 谜底就是一个具体
• 类就是一个事物的抽象
• 对象就是一个抽象的具体

回顾了类与对象之后，我们开始学习继承，那么继承是什么呢？

1. 概念

其实这里的继承和我们生活中的继承很类似，比如谁继承了长辈的产业。我们也可以用这样的比喻去写一个代码。

首先我们看一幅图

图片里有一只羊和一只狼，然后它们都属于动物对吧，那我们可以根据动物去写一个类

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦！");
    }
}

该类中，定义了动物的名字、年龄属性以及睡觉、叫的行为。我们再继续对狼和羊定义一个类

狼

class Wolf{
    public String name;
    public int age;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦！");
    }
    public void hunt(){
        System.out.println("我要猎食啦！");
    }
}

羊

class Sheep{
    public String name;
    public int age;
    public int cleatNum;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦！");
    }
}

我们发现，在羊和狼的类的定义时，由于它们都属于动物，所以动物的一些属性和行为它们都有，所以我们可以通过继承，将羊和狼的类的代码变得更加简介

狼

class Wolf extends Animal{
    public void hunt(){
        System.out.println("我要猎食啦！");
    }
}

羊

class Sheep extends Animal{
    public int cleatNum;
}

如上述代码中的 A extends B 就是继承。其中

• A：叫做子类或者派生类
• B：叫做父类、基类或者超类

当子类继承了父类之后，子类就拥有了父类的方法和属性

因此继承的意义就是

为了代码的重复使用

继承的思想就是

1. 抽取共性，放到基类当中
2. extends

2. 语法规则（含 super 使用）

这里我们再更加详细的介绍继承的语法规则，以便于解决一些疑惑的地方

语法：

class 子类 extends 父类{
    
}

规则：

• Java 中一个子类只能继承一个父类（C++/python 等语言支持多继承）
• 子类会继承父类的所有 public 的字段和方法
• 对于父类的 private 的字段和方法，子类无法访问（可以继承）
• 子类的实例中，也包含着父类的实例，可以使用 super 关键字得到父类实例的引用

注意：

由于 Java 当中只能单继承，为了解决这个问题，后面可以通过接口来实现类似于“多继承”的关系

那么上述关键字 super 是什么意思呢？首先我们看这样一段代码

class Animal{
    public String name;
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "要睡觉啦！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println(this.name + "要叫啦！");
    }
}
class Wolf extends Animal{
    public void hunt(){
        System.out.println(this.name + "要猎食啦！");
    }
}
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Wolf wolf=new Wolf();
        wolf.name="灰太狼";
        wolf.eat();
        wolf.bark();
        wolf.hunt();
    }
}

这就是一个简单的子类继承父类的使用。

我们知道创建一个对象分为两步：为对象分配内存和调用构造类。当我们没有定义构造方法时，系统会自动为我们构造一个无参的构造方法。

那如果我们在父类中主动的创建一个构造方法

class Animal{
    public String name;
    public Animal(Stirng name){
        this.name=name;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "要睡觉啦！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println(this.name + "要叫啦！");
    }
}

那么我们要记住：子类继承父类，需要先帮父类构造。那么怎么构造呢，就要用到 super

class Wolf extends Animal{
    public Wolf(String name){
        super(name);	// 显示的调用父类的构造方法
    }
    public void hunt(){
        System.out.println(this.name + "我要猎食啦！");
    }
}

其中 super 就是调用父类的构造方法，这就满足子类继承父类之前，要先构造父类的构造方法

再具体理解下 super：

super：表示当前对象的父类的引用（但这个说法不严谨，这是和 this 类比的结论）

super()：调用父类的构造方法

super.父类属性：调用父类的属性

super.父类方法：调用父类的方法

注意：

• 当我们不主动创建构造方法时，但不是也有系统主动创建的构造方法吗？因为当我们不主动创建时，系统也主动使用了 super
• super 不能和 this 一起使用，因为它们都要放在第一行
• super 不能放在被 static 修饰的方法中使用，因为它依赖于对象
• super 只会指向最直接的父类，不会指向父类的父类

3. protected 关键字

我们对之前学的关键字 public、private、默认以及即将要学的关键字 protected 做一个比较，就可以得到下面的表格

num	范围	private	默认（包访问权限）	protected	public
1	同一包中的同一类	✔	✔	✔	✔
2	同一包中的不同类		✔	✔	✔
3	不同包中的子类			✔	✔
4	不同包中的非子类				✔

我们发现在上述代码中，我使用的继承时，父类代码的属性都是用 public 修饰的。这样子类就可以正常使用这些属性，但是这就违背了“封装”的思想。但是如果用 private 修饰，不同包的子类又不能访问

因此出现了一个关键字 protected，使用它的话

• 对于不同包的非子类： protected 修饰的字段和方法是不能访问的
• 对于不同包的子类和同一包的其他类：protected 修饰的字段和方法是能访问的

学到这里，我们可以开始解决之前一些未提及的问题了：如果父类和子类都含有同一个参数，那调用时是使用哪个呢？我们来看下面的代码

class Base{
    public int a=1;
}
class Derieve extends Base{
    public int a=3;
    public void func(){
        System.out.println(a);
    }
}
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Derieve derieve=new Derieve();
        derieve.func();
    }
}
// 结果为：3

也就是说，调用时也是依靠了一个就近原则，默认为子类中的。那么调用时想调用父类该怎么办呢？这时我们就可以使用 super 来调用父类的属性。将 Derieve 类 改成这样即可

class Derieve extends Base{
    public int a=3;
    public void func(){
        System.out.println(super.a);
    }
}
// 结果为：1

至于方法同名的问题下章将讲解！

4. 更复杂的继承关系

以上的继承关系都比较简单，如果关系变得更复杂时，如这个样子，我们该怎么办呢？

emmm，其实一般建议是不希望超过三层的继承关系的，如果继承层次太多了，就需要考虑重构代码。

而有时我们不知不觉就写了很多的继承关系，所以为了在语法上进行限制继承，就可以使用关键字 final

5. final 关键字

之前我们了解过 final，它可以修饰一个变量或者字段，使其变成常量，不可以被修改，如

final int a=10;
// a 为常量不可以被修改

而在这里，final 也能修饰类，此时被修饰的类就不能被继承了，被叫做密封类，如

final class A{
    
}

此时 A 就不能被继承了

final 也可以修饰方法，被修饰的方法叫做密封方法，至于此时 final 有什么作用，下章将会讲解！

三、组合

上述重点讲解了继承相关的内容，而继承的意义就是：使代码可以重复使用

而组合也是一种表达类之间关系的方式，也能够达到代码重用的效果

顾名思义，组合就是将各种东西组合成一个东西。比如学习，学校就是由老师、学生、教学楼等等组合而成的，我们可以写一个代码

class Teacher{
    // ...
}
class Student{
    // ...
}
public class School{
    public Teacher[] teachers;
    public Student[] students;
}

上述代码就是将老师和学生的类封装成了对象，并且作为了另一个类的字段

四、总结（含谜底）

今天这章重点讲解了包和继承相关的内容，概念比较多，自己的理解也可能很不到位，所以写的不好，希望大家可以理解吧！最后来揭晓我们的谜底吧！

我是谜底：

其实我自己在猜的时候一直搞不懂羊为啥叫妈妈，羊不都是 miemie~ 的叫嘛，直到我想到了 giegie~

哈哈哈，艹

nal 有什么作用，下章将会讲解！