02 - 面向对象—高阶~继承、多态、接口、Object类、内部类以及包装类

相信大家应该都看过了面向对象基础和进阶的内容吧，应该都会有这样感觉，难度逐层递增，的确如此，但是不知道大伙有没有发现他们前后都是有联系滴。没看过的小伙伴没关系，点击下面就可以观看了耶（温馨提醒：要从基础开始看起喔，先把基础打牢，再不断进阶！）：

• 面向对象基础
• 面向对象进阶

这篇博客就进阶到面向对象高级了，主要讲解面向对象三大特征的最后两个——继承、多态，以及他们的相关关键字的用法、接口、多态等等知识。

三、面向对象高级

1、继承

1.1 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)具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

1.2 格式

class 父类 {
    
    
 
}
class 子类 extends 父类 {
    
    
 
}

1.3 继承的限制

Java中只有单继承，多重继承（C想继承B和A，可以 C继承B，B继承A），没有多继承（同时继承多个父类。因为不同的父类可能有相同的特征时，如何选择继承谁的）

1.4 子类实例化内存分析

1.假设现在有一个父类Person，子类Student继承父类Person。当创建Student对象时Student s = new Student()，便在栈中创建引用，在堆中创建Student空间：

2.但实际上，并不是直接打开Student空间，而是先查看其有哪些父类（这里是Person类）。于是先创建Person对象，创建完毕后再创建Student，并添加super变量/属性；

3.super中存放的值就是Person对象的内存地址，所以可以通过super操作Person类；
4.假设setName函数和name属性都在Person类中。当调用s.setName(“张三”);时，先找Student有没有setName的方法，如果有就在Student类中找（这样可以规定方法使用的优先级，相当于重写），如果没有，就在Person中的super找，以此类推。所以
s.setName(“张三”) <==>s.super.setName(“张三”)。所以最终是在Person中修改了name的值；

5.继承时只能继承共有的比如用public，protected修饰的属性和方法，default和private修饰的无法直接使用。

2、super详解

• 通过super，可以访问父类构造方法

  调用super构造方法的代码，必须写在子类构造方法里的第一行。（类似于this中相关的用法）

• 通过super，可以访问父类的属性

• 通过super，可以访问父类的方法

3、重写概念，重写与重载的区别

3.1 重写（Override）

重写(override) 规则:（子父类之间）

1，参数列表必须完全 与被重写方法的相同:

2，返回类型必须完全与被重写方法的返回类型相同:

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,那么在子类中重与该方法就不能声明为protected.

4，父类的成员方法只能披它的子类重写。（如果两个类之间没有关系，因为没有继承，所以不算重写）

5，声明为static和private的方法不能被重写，但是能够被再次声明。（静态static的方法与对象无关。私有private不能被继承，所以无法重写）

3.2 二者区别

二者区别经常出现在面试题里~dddd

Java中重写（Override）与重载（Overload）的区别：

• 发生位置
  重载：一个类中
  重写：子父类中
• 参数列表限制
  重载：必须不同的
  重写：必须相同的
• 返回值类型
  重载：与返回值类型无关
  重写：返回值类型必须一致
• 访问权限
  重载：与访问权限无关
  重写：子类的方法权限必须不能小于父类的方法权限
• 异常处理：
  重载：与异常无关
  重写：异常范围可以更小，但是不能抛出新的异常

3.3 方法重写与重载的总结

二者的总结我已经在另一篇博客中展示了，感兴趣的小伙伴，可以点击该链接去阅读哟——Java的方法重载与方法重写，差点让我迷了路… 这篇文章~超详细讲解！！！

4、final关键字

4.1 final用于修饰属性、变量

• 变量成为常量，无法对其再次进行赋值
• final修饰的局部变量（在方法内部），只能赋值一 次(可以先声明后赋值)
  
• final修饰的是成员属性，必须在声明时赋值。
  
• 全局常量 ： public static final

补充：常量的命名规范（见名知意）

由1个或多个单词组成，单词与单词之间必须使用下划线隔开，单词中所有字母大写。比如SQL_INSERT

4.2 final用于修饰类

• final修饰的类，不能被继承。

4.3 final用于修饰方法

• final修饰的方法，不能被子类重写。

5、抽象类

5.1 概念

抽象类必须使用abstract class声明

一个抽象类中可以没有抽象方法。抽象方法必须写在抽象类 或者接口 中。
格式如下：

abstract class 类名{
    
     
    // 抽象类
}

应用场景：
比如，在设计父类Person时，有一个方法用来描述说话方式，然而子类可能有很多如学生、护士、企业家等等，他们对这个方法的需求并不统一，所以父类不知如何设计（无法确定的部分），那就将父类定义为抽象类，具体如何实现就由实现类（学生、护士、企业家等等）来实现。

5.2 抽象方法

只声明而未实现的方法称为抽象方法（未实现指的是：没有“{ }”方法体，直接分号结束），抽象方法必须使用abstract关键字声明。

格式：

abstract class 类名{
    
     // 抽象类 
    public abstract void 方法名() ; // 抽象方法，只声明而未实现 
}

5.3 不能被实例化

类相当于一个图纸，当类中有不确定的部分时，便不能依据图纸做出相应的实例，也就是不能被实例化。

在抽象类的使用中有几个原则：

• 抽象类本身是不能直接进行实例化操作，即：不能直接使用关键字new完成。
• 一个抽象类必须被子类所继承，被继承的子类（如果不是抽象类）则必须重写抽象类中的全部抽象方法。

5.4 实例

编程规范：建议一个.java文件只编写一个类，且类通过public修饰。

1，测试类Demo，抽象类Person；

2，编写子类Student


3，编写子类Nurse



4，编写测试方法：

5，抽象类的好处

假设现在有一个大型项目，当项目中部分模块未明确功能时，如果因此而暂停项目的开展进程，将会非常低效，所以将不确定的部分编写为抽象类（抽象类也不常用，后续中的接口应用更加普遍）

5.5 抽象类常见问题

面试时候经常会被问到~dddd

1、 抽象类能否使用final声明？

• 不能，因为final属修饰的类是不能有子类的 ， 而抽象类必须有子类继承才有意义，所以不能。

2、 抽象类能否有构造方法？

• 能有构造方法，而且子类对象实例化的时候的流程与普通类的继承是一样的，都是要先调用父类中的构造方法（默认是无参的），之后再调用子类自己的构造方法。（创建子类对象时，是先创建父类的对象，然后再创建子类对象，并添加super属性）

比如在抽象类中添加无参构造方法：

执行测试类：

5.6 抽象类与普通类的区别

1、抽象类必须用public或protected修饰(如果为private修饰，那么子类则无法继承，也就无法实现其抽象方法）。 默认缺省为public ；
2、抽象类不可以使用new关键字创建对象， 但是在子类创建对象时， 抽象父类也会被JVM实例化；

3、如果一个子类继承抽象类，那么必须实现其所有的抽象方法。如果有未实现的抽象方法，那么子类也必须定义为 abstract类。

6、接口

6.1 接口概念

如果一个类中的全部方法都是抽象方法，全部属性都是全局常量，那么此时就可以将这个类定义成一个接口。

格式：

interface 接口名称{
    
     
    全局常量 ; （public static final）
    抽象方法 ; 
}

如果一个接口要想使用，必须依靠子类。 子类（如果不是抽象类的话）要实现接口中的所有抽象方法。

6.2 面向接口编程思想（重点）

这种思想是接口定义（规范，约束）与实现（名实分离的原则）的分离。 （从宏观角度 设计好，定义好规范后再设计，某一环节出现问题，直接替换即可）

优点：

• 1、 降低程序的耦合性
• 2、 易于程序的扩展
• 3、 有利于程序的维护

（ps：该思想在后续学习中会慢慢体会到，多做多练~）

6.3 全局常量和抽象方法的简写（针对于接口而言）

因为接口本身都是由全局常量和抽象方法组成 ， 所以接口中的成员定义可以简写：

1、全局常量编写时， 可以省略public、static、final 关键字，例如：

public static final String INFO = “内容” ;

简写后： String INFO = “内容” ;


斜体加粗表示
2、抽象方法编写时， 可以省略 public、abstract 关键字， 例如：

public abstract void print() ;

简写后： void print() ;

6.4 接口的实现：implements

格式：

class 子类 implements 父接口1,父接口2...{
    
     
 
}

以上的代码称为接口的实现。那么如果一个类即要实现接口，又要继承抽象类的话，则按照以下的格式编写即可：

class 子类 extends 父类 implements 父接口1,父接口2...{
    
     
 
}

6.5 接口的继承

接口因为都是抽象部分， 不存在具体的实现， 所以允许多继承,例如：

interface C extends A,B...{
    
    

}

6.6 接口和抽象类的区别

1、抽象类要被子类继承，接口要被类实现。

2、接口只能声明抽象方法，抽象类中可以声明抽象方法，也可以写非抽象方法。

3、接口里定义的变量只能是公共的静态的常量，抽象类中的变量是普通变量。

4、抽象类使用继承来使用， 无法多继承。 接口使用实现来使用， 可以多实现 。

5、抽象类中可以包含static方法 ，但是接口中不允许（静态方法不能被子类重写，因此接口中不能声明静态方法）

6、接口不能有构造方法，但是抽象类可以有。

7、多态

7.1 概念

多态：就是对象的多种表现形式，（多种形态）

7.2 多态的体现

对象的多态性，从概念上非常好理解，在类中有子类和父类之分，子类就是父类的一种形态 ，对象多态性就从此而来。

ps: 方法的重载 和 重写 也是多态的一种， 不过是方法的多态（相同方法名的多种形态）。

• 重载： 一个类中方法的多态性体现 ；
• 重写： 子父类中方法的多态性体现。

7.3 多态的的使用：对象类型的转换

类似于基本数据类型的转换：

• 向上转型：将子类实例变为父类实例

  格式：父类 父类对象 = 子类实例 ；

• 向下转型：将父类实例变为子类实例

  格式：子类 子类对象 = （子类）父类实例 ；（类似于强制转化）

例1，父类的引用指向子类的对象，即小范围的数据可用大范围的来表示：

例2，向上转型之后，护士的本质还是护士，学生的本质还是学生，如果用学生的对象指向护士的上转型对象就会出错：

例3，多态的实际应用。

8、instanceof

作用：判断某个对象是否是指定类的实例，则可以使用instanceof关键字

格式：实例化对象 instanceof 类 //此操作返回boolean类型的数据

举例：在方法中有时会提前约定对象所属的类，这时如果不判断类型就会出错

解决方法：

9、Object类

9.1 概念

Object类是所有类的父类（基类），如果一个类没有明确的继承某一个具体的类，则将默认继承Object类。

例如我们定义一个类：

public class Person{
    
     
}

其实它被使用时 是这样的：

public class Person extends Object{
    
     

}

9.2 Object的多态

有了前面的铺垫，可以看出，使用Object可以接收任意的引用数据类型；

举例，传入String数据类型

运行结果：

9.3 Object类中 toString方法

首先，我们先了解下 如何查看类的某些方法：

• 方法一：在编译器里，用 Ctrl+鼠标左键 查看类的源码
• 方法二：查看API文档

9.3.1 查看文档 toString

搜索Object，找到toString方法

9.3.2 查看对象的toString形式

1.直接输出一个对象 （没有重写toString方法）
运行结果：

2.查看println函数
然后查看valueOf函数

小结：

逐步查看了API文档，可以看出toString方法如果不重写的话，那就运行结果为返回对象的内存地址，而不是我们想要的结果。

9.3.3 重写toString方法

运行结果：
建议：重写所有类的toString方法。此方法的作用：返回对象的字符串表示形式。

9.3.4 重写toString的快捷键方法

1，Shift+Alt+S

2，选择生成toString

3，勾选作为标识的属性

4，自动生成的toString函数

运行效果：

总结 toString方法

toString方法属于Object类的，如果没有重写该方法，那会返回对象的内存地址；

建议重写Object中的toString方法， 此方法的作用：返回对象的字符串表示形式。

10、equals

10.1 概述

建议重写Object中的equals(Object obj)方法，此方法的作用：指示某个其他对象是否“等于”此对象。

Object的equals方法：实现了对象上最具区别的可能等价关系; 也就是说，对于任何非空引用值x和y ，当且仅当 x和y引用同一对象（x == y具有值true ）时，此方法返回true 。

equals方法重写时的五个特性：（理解）

• 自反性 ：对于任何非空的参考值x ， x.equals(x)应该返回true 。
• 对称性 ：对于任何非空引用值x和y ， x.equals(y)应该返回true当且仅当y.equals(x)回报true 。
• 传递性 ：对于任何非空引用值x ， y和z ，如果x.equals(y)回报true个y.equals(z)回报true ，然后x.equals(z)应该返回true 。
• 一致性 ：对于任何非空引用值x和y ，多次调用x.equals(y)始终返回true或始终返回false ，前提是未修改对象上的equals比较中使用的信息。
• 非空性 ：对于任何非空的参考值x ， x.equals(null)应该返回false 。

10.2 举例[equals原理及重写]

1，直接使用
==，比较的是内存中的地址，所以只要不是同一个东西（堆内存的new出来的东西不一样{地址}），就会返回false
2，直接使用equals，仍然返回false。

3，查看equals的实现方式，发现本质上仍是==，因此需要重写此方法才能返回有效的值。

4，重写equals方法
（1）手写equals

（2）系统自动生成equals（快捷键：Shift+Alt+S）

运行结果

11、内部类（了解）

内部类后续使用中运用并不多，能明白概念即可。

11.1 概述

在Java中，可以将一个类定义在另一个类里面或者一个方法里面，这样的类称为内部类。

广泛意义上的内部类一般来说包括这四种：

• 1、成员内部类
• 2、局部内部类
• 3、匿名内部类
• 4、静态内部类

11.2 成员内部类

成员内部类是最普通的内部类，它的定义为位于另一个类的内部，形如下面的形式

class Outer {
    
     
    private double x = 0; 
    public Outer(double x) {
    
     
        this.x = x; 
    }
    class Inner {
    
     //内部类 
        public void say() {
    
     
            System.out.println("x="+x); 
        } 
    } 
}

特点： 成员内部类可以无条件访问外部类的所有成员属性和成员方法（包括private成员和静态成员）。

不过要注意的是，当成员内部类拥有和外部类同名的成员变量或者方法时，会发生隐藏现象，即默认情况下访问的是成员内部类的成员。如果要访问外部类的同名成员，需要以下面的形式进行访问：

• 外部类.this.成员变量
• 外部类.this.成员方法

11.3 局部内部类

局部内部类是定义在一个方法或者一个作用域里面的类，它和成员内部类的区别在于局部内部类的访问仅限于方法内或 者该作用域内

注意:局部内部类就像是方法里面的一个局部变量一样，是不能有public、protected、private以及static修饰符的

例1 使用介绍

1，比如原先因为不确定一些操作，定义一个接口，这时要一个方法需要使用这个接口

2，如果正确实现，还需要额外写一个类，显得过域麻烦，这时就可以使用局部内部类

3，简单来说就是参数需要对象，但不知道该new什么时，且只用到一次，可以使用局部内部类。

例2，实际应用场景 1，当给一个窗口添加监听器时，发现需要传入一个参数，参数的类型为接口

2，编写局部内部类

3，修改对应方法即可

11.4 匿名内部类

属于局部内部类的一种。匿名内部类由于没有名字，所以它的创建方式有点儿奇怪。创建格式如下：

new 父类构造器（参数列表）/实现接口（） {
    
    
	//匿名内部类的类体部分 
}

在这里我们看到使用匿名内部类我们必须要继承一个父类或者实现一个接口，当然也仅能只继承一个父类或者实现一个接口。同时它也是没有class关键字，这是因为匿名内部类是直接使用new来生成一个对象的引用。当然这个引用是隐 式的。

在使用匿名内部类的过程中，我们需要注意如下几点：

• 1、使用匿名内部类时，我们必须是继承一个类或者实现一个接口，但是两者不可兼得，同时也只能继承一个类或 者实现一个接口。
• 2、匿名内部类中是不能定义构造函数的。
• 3、匿名内部类中不能存在任何的静态成员变量和静态方法。
• 4、匿名内部类为局部内部类，所以局部内部类的所有限制同样对匿名内部类生效。
• 5、匿名内部类不能是抽象的，它必须要实现继承的类或者实现的接口的所有抽象方法。
• 6、只能访问final型的局部变量

为什么只能访问final型局部变量
1，使用局部变量，对变量二次赋值时报错

2，内部类也是一个类，所以编译结束后也会生成一个内部类对应的字节码文件，此时备份了变量的值，如果外部变量发生了改变，就会造成前后不一致的情况

11.5 静态内部类

静态内部类也是定义在另一个类里面的类，只不过在类的前面多了一个关键字static。

静态内部类是不需要依赖于外部类对象的，这点和类的静态成员属性有点类似，并且它不能使用外部类的非static成员 变量或者方法.

例1

1，创建静态内部类对象

2，静态内部类实例化

3，它不能使用外部类的非static成员 变量或者方法

12、包装类

之前写过一篇文章，感兴趣的可点击阅读哟 Java的基本类型包装类

12.1 概述

在Java中有一个设计的原则“一切皆对象”，那么这样一来Java中的一些基本的数据类型，就完全不符合于这种设计思想，因为Java中的八种基本数据类型并不是引用数据类型，所以Java中为了解决这样的问题，引入了八种基本数据类型的包装类。

以上的八种包装类，可以将基本数据类型按照类的形式进行操作。 但是，以上的八种包装类也是分为两种大的类型的：

• Number：Integer、Short、Long、Double、Float、Byte都是Number的子类表示是一个数字。
• Object：Character、Boolean都是Object的直接子类。

12.2 优点

1，可以作为对象参数进行传递，方便了基本数据类型与引用数据类型的交互（这里参数直接传10，会自动装箱，变为Integer对象，然后传递）

2，可以有许多方法提供使用

12.3 装箱和拆箱操作

以下以Integer和Float为例进行操作

• 将一个基本数据类型变为包装类，那么这样的操作称为装箱操作；
• 将一个包装类变为一个基本数据类型，这样的操作称为拆箱操作。

因为所有的数值型的包装类都是Number的子类，Number的类中定义了如下的操作方法，以下的全部方法都是进行拆箱的操 作。

装箱操作：
在JDK1.4之前 ，如果要想装箱，直接使用各个包装类的构造方法即可，例如：

在JDK1.5，Java新增了自动装箱和自动拆箱，而且可以直接通过包装类进行四则运算和自增自建操作。例如：

程序实例

12.4 字符串转换

使用包装类还有一个很优秀的地方在于：可以将一个字符串变为指定的基本数据类型，此点一般在接收输入数据上使用 较多。

在Integer类中提供了以下的操作方法：

• public static int parseInt(String s) ：将String变为int型数据

在Float类中提供了以下的操作方法：

• public static float parseFloat(String s) ：将String变为Float

在Boolean 类中提供了以下操作方法：

• public static boolean parseBoolean(String s) ：将String变为boolean

举例

2，将字符串转换为int（包装类型.parse***）

对字符串这块知识感兴趣的，可以阅读Java 字符串的赋值与转换，以及格式化这篇文章。

13、可变参数

为什么要采用可变参数呢？

先看下代码：

从上面代码可以看出，不断改变参数，都需要重新写新的方法，使得代码复用性不高等。

一个方法中定义完了参数，则在调用的时候必须传入与其一一对应的参数，但是在JDK 1.5之后提供了新的功能，可以根 据需要自动传入任意个数的参数。

返回值类型 方法名称(数据类型…参数名称){
    
     
    //参数在方法内部 ， 以数组的形式来接收 
}

注意： 可变参数只能出现在参数列表的最后。