java中封装，继承，多态，接口学习总结

Posted 2021-03-01 ambition26

### 一：封装
java中封装是指一种将抽象性函式接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。 封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问。要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。
***封装的优点***
    1  良好的封装能够减少耦合。
    2 类内部的结构可以自由修改。
     3 可以对成员变量进行更精确的控制。
     4 隐藏内部信息，实现细节。
     ***实现java封装的步骤***
     1 修改属性的可见性，一般设置为private，只限制本类访问
```java
private String name;
private int num;
```
  2 对每个值属性提供对外的公开方法（设置setter，getter访问器）
  快捷键：alt+shift+s（选择Generate getters and setters）
```java
    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;
    }
```
### 二：继承
继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

***为什么需要继承？***
减少代码冗余，将具有共同行为的代码提取出来，封装为父类，由子类继承父类，减少代码的臃肿，方便后期修改！

 ***继承的特性***
 1 java中不支持多继承，但支持多重继承。
 2 子类具有父类所有非private的属性，方法。
 3 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类对父类的拓展
 4 子类可以用自己的方式实现父类的方法（即子类重写父类方法）
 5 提高的类的耦合性（继承缺点：耦合性越高，代码的独立性越差。）
 
***继承的关键字***
java中是单继承，extends只能继承一个类

```java
class A extends B{}
```
**super和this关键字**
super:使用super关键字访问当前父类的成员，用来应用当前对象的父类
this：对当前对象的引用（指向自己）
例：

```java
public class Pet{
    void run(){
        System.out.println("pet is running");
    };
}

public class Cat extends Pet{
    void run(){
        System.out.println("Cat is running");
    }
    void runTest(){
        super.run();
        this.run();
    }
}

public class Test{
    public static void main(String [] args){
        Pet pet = new Pet();
        pet.run();
        Cat cat = new Cat();
        cat.runTest();
    }
}

```
    输出结果为：
    pet is running
    pet is running
    Cat is running

注意：final关键字修饰的类定义为最终类，不能被继承
***构造器***
子类不继承父类的构造器（构造方法或构造函数），只是调用（显示或者隐式）。若父类的构造器带有参数，子类必须显示的通过super关键字调用父类的构造器并带有合适的参数。
若父类的构造器没有带参数，则不需要显示的通过super关键字调用，系统会默认调用父类无参构造器。
例：（选自runoob.com）

```java

class SuperClass {
  private int n;
  SuperClass(){
    System.out.println("SuperClass()");
  }
  SuperClass(int n) {
    System.out.println("SuperClass(int n)");
    this.n = n;
  }
}
// SubClass 类继承
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;
 
  SubClass(){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass");
  }  
 
  public SubClass(int n){
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
// SubClass2 类继承
class SubClass2 extends SuperClass{
  private int n;
 
  SubClass2(){
    super(300);  // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass2");
  }  
 
  public SubClass2(int n){ // 自动调用父类的无参数构造器
    System.out.println("SubClass2(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    System.out.println("------SubClass 类继承------");
    SubClass sc1 = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(100);
    System.out.println("------SubClass2 类继承------");
    SubClass2 sc3 = new SubClass2();
    SubClass2 sc4 = new SubClass2(200);
  }
}
```
    输出结果为：
    ------SubClass 类继承------
    SuperClass()
    SubClass
    SuperClass(int n)
    SubClass(int n):100
    ------SubClass2 类继承------
    SuperClass(int n)
    SubClass2
    SuperClass()
    SubClass2(int n):200
### 三：多态
多态指同一行为具有多种表现形式或形态的能力，多态就是同一个接口，使用不同实例而执行不同的操作。同一个事件发生在不同对象上会有不同的执行方法。
***多态的优点***
1 消除类型之间的耦合关系
2 可替换性
3 可扩充性
4 接口性
5 灵活性
6 简化性
***多态存在的必要条件***
1 继承
2 重写
3 父类引用指向子类对象
例：

```java
Pet cat = new Cat();
```
当使用多态调用方法时，首先检查父类是否存在改方法，若不存在，则编译错误，若存在，则去调用子类中同名方法。
好处：可以使程序有良好的拓展，可以对所有类的对象进行通用处理。
例：（选自runoob.com）

```java

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法
      show(new Dog());  // 以 Dog 对象调用 show 方法
                
      Animal a = new Cat();  // 向上转型  
      a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
      Cat c = (Cat)a;        // 向下转型  
      c.work();        // 调用的是 Cat 的 work
  }  
            
    public static void show(Animal a)  {
      a.eat();  
        // 类型判断
        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情
            Cat c = (Cat)a;  
            c.work();  
        } else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情
            Dog c = (Dog)a;  
            c.work();  
        }  
    }  
}
 
abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  
 
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
 
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

```
    运行结果：
    吃鱼
    抓老鼠
    吃骨头
    看家
    吃鱼
    抓老鼠
***多态的实现方式：***
1 重写
2 接口
3 抽象类和抽象方法

### 四：接口
接口（interface），一个类通过继承接口的方式，从而实现接口内部的抽象方法。
注意：接口并不是类。类描述对象的属性和方法，接口中包含类要实现的方法。除非实现接口的类为抽象类，否则要实现接口中的所有方法。
接口无法被实例化，但可以被实现。一个实现接口的类，则必须实现接口中的所有抽象方法，否则定义此类为抽象类。
***接口与类相似点***
1 一个接口可以有多个方法。
2 接口保存文件为.java结尾，文件名使用接口名。
3 接口的字节码文件保存在.class中。
4 接口保存的字节码文件必须在与包名相同的目录中。
***接口与类的区别***
1 接口不能实例化对象
2 接口中没有构造方法
3 接口中的所有方法为抽象方法，所有变量为静态变量。
4 接口中的变量只能为 public final static
5 接口支持多继承
6 接口不是被类继承了，而是要被类实现
***接口需注意的特性***
1 接口中的每一个方法都是抽象的（abstract）为 public abstract(其他修饰符会编译报错)
2 接口中的变量均被指定为 public,static,final,(private会编译错误)
3 接口中的方法为抽象方法，不能在接口中实现，只能由实现接口的类来实现。
**抽象类与接口的区别**
1 抽象类中的方法可以有方法体，接口中的方法均为抽象方法，不能有方法体
2 抽象类的成员变量可以是任意类型的，接口中只能是 public static final
3 接口中不能有静态静态代码块和静态方法。（jdk1.8以后可以有静态代码快和方法体）
4 一个类只能继承一个抽象类，而一个类可以实现多个接口
***接口的声明***
使用interface关键字
例：

```java
public interface Pet{
// public static final成员变量
// 抽象方法
public void eat();
public abstract void run();

}
```
***接口的实现***
    使用implements关键字（可以实现多个接口，使用"，"分隔）
    例：
    

```java
public abstract class Door {

    public abstract void open();

    public abstract void close();
}

public interface DoorBell {
    void takePictures();
}

public interface Lock {

    public abstract void lockUp();

    void openLock();
}

public class TheftprootDoor extends Door implements Lock,DoorBell {

    @Override
    public void lockUp() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("上锁");
    }

    @Override
    public void openLock() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("开锁");
    }

    @Override
    public void open() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("开门");
    }

    @Override
    public void close() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("关门");
    }

    @Override
    public void takePictures() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("拍照了");
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        TheftprootDoor thef = new TheftprootDoor();
        thef.close();
        thef.lockUp();
        thef.openLock();
        thef.open();
        thef.takePictures();
    }

```

    代码执行结果：
    关门
    上锁
    开锁
    开门
    拍照了

 **重写接口中的方法时需注意：**
 1 类在实现接口中的方法时，不能抛出异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出异常。
 2 类在重写方法时，保证相同额方法名，或者互相兼容的返回值类型。
 3 如果实现接口的类为抽象类，则不需实现接口的方法。
 
 **实现接口时，需注意：**
 1 一个类可以实现多个接口（使用“,”分隔）
 2 一个类只能继承一个类，但可以实现多个接口
 3 一个接口可以继承另一个接口（与类继承想类似）
 
***接口的多继承***
java中，类不允许多继承，但接口可以实现多继承，使用extends关键字，用","分隔开

```java
public interface Cat extends Run,Eat,Swim{}
```
***标记接口***
没有任何方法的接口被称为标记接口。

标记接口的目的：
1 立一个公共的父接口
2 向一个类添加数据类型：


（整理于2020/4/12，有错误之处希望大家提出。）