15_Java筑基之Object类、多态

15_Java筑基之Object类、多态

一. Object类

Object类是类层次结构的根类,每个类都使用Object作为超类(父类).

1. equals()方法

指示其他某个对象是否与此对象“相等”.

示例代码;

/**
* 学生类
*/
public class Student extends Object{
    String stuNo;
    String stuName;
    int age;

    public void show() {
        System.out.println("学号:"+stuNo+" 姓名:"+stuName+" 年龄:"+age);
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj==null) {
             return false;
        }
        
    //强制类型转换
    //注意:可能的NullPointerException
    Student stu=(Student)obj;  
    
    //比较学号和姓名
if(this.stuNo.equals(stu.stuNo)&&this.name.equals(stu.name)){
            return true;
        }
        return false;
    }
    
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student zhangsan=new Student();
        zhangsan.stuNo="bj1805";
        zhangsan.stuName="xxx";
        zhangsan.age=20;
        Student lisi=new Student();
        lisi.stuNo="bj1805";
        lisi.stuName="xxx";
        lisi.age=20;
        boolean b=zhangsan.equals(lisi);
        boolean b2=zhangsan==lisi;
        System.out.println(b);
        System.out.println(b2);
    }
}

2. ==操作符与equals方法的区别:

1. ==: 如果是基本类型进行比较,则比较的是数值;
   如果是引用类型进行比较,则比较的是对象的引用(地址); 
2. 默认情况下,Object中的 equals和 == 一样;
3. String类型中重写了Object中的equals方法,所以String中的比较使用equals()方法.

3. hashCode()方法

返回该对象的哈希码值(理解为对象的地址),每一个对象的哈希码值唯一.

示例:

Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
Object obj3 = obj2; 
//obj2与obj3两个对象的哈希码值一样
System.out.println(obj1.hashCode()); System.out.println(obj2.hashCode()); System.out.println(obj3.hashCode());

3. getClass()方法

返回此Object的运行时类,获取某个类的类对象.

示例:

Object obj = new Object();
Class cls = obj.getClass();//通过反射获取到了Object类

5. toString()方法

返回该对象的字符串,可以在自定义类中重写toString方法,以实现是对象转成指定格式的字符串.

示例

public class Person{
    String name;
    public Person(String name){
        this.name = name;
    }

    //重写toString方法
    public String toString(){
        return "name="+name;
    }
}

public class DemoPerson{
    public static void main(String[]args){
        Person p = new Person("张三");
        System.out.println(p);//输出结果为:name=张三
    }
}

二. 多态

1. 什么是多态

在生活中,一类事物有多种表现形态,对象的多种形态. 
比如: 某个音乐家有三个儿子: 大儿子
会唱美声,二儿子会唱流行,三儿子唱摇滚.

程序中举例, 动物是父类: Dog会旺旺,Cat会喵喵,Pig会哼哼.

程序中的 多态: 同一个父类引用类型,使用不同的子类实例可以执行不同的操作.

2. 案例

需求:

• 编写一个宠物类 Pet, 属性: id,name,health,love;方法有print(),打印信息,要封装成员变量. 

• 两个子类狗狗和猫类,狗狗有品种(strain),猫类有爱好(hobby),重写父类print()方法;

• 宠物饿了,需要主人给宠物喂食,狗狗吃狗粮、猫咪吃小鱼,吃完之后健康值狗狗增加3斤,猫咪增加5斤.

示例:

/*
宠物类
*/
package com.syc.day08;

public class Pet{
    private int id; //id 宠物编号
    private String name;// 宠物昵称 
    private int health;// 健康值 
    private int love;// 亲密度
   
    public void setId(int id){
        this.id=id;
    }
   
    public int getId(){
        return id;
    }
   
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    
    public String getName(){
        return name;
    }
    
    public void setHealth(int health){
        this.health=health;
    }
    
    public int getHealth(){
        return health;
    }
    
    public void setLove(int love){
        this.love=love;
    }
    
    public int getLove(){
        return love;
    }

    //方法
    public void print(){
        System.out.println("宠物id:"+this.id+",宠物昵称:"+this.name+",健康值:"+health+", 亲密度:"+love);
    }
    
}

/*
dog类继承Pet类
*/
package com.syc.day08;

public class Dog extends Pet{
    private String strain;
    public void setStrain(String strain){
        this.strain=strain;
    }
    
    public String getStrain(){
        return strain;
    }
    
    public void print(){
        int id=getId();
        String name=getName();
        int health=getHealth();
        int love=getLove();
        System.out.println("狗狗id:"+id+" 昵称:"+name+" 健康值:"+health+" 亲密度:"+love+"
        品种:"+strain);
    }
  
     public void eat(){
        String name=getName(); 
        System.out.println(name+"大口吃狗粮...."); //增加健康值
        int health=getHealth(); setHealth(health+3);
     }
     
}

/*
猫类
*/
package com.syc.day08;

public class Cat extends Pet{
    private String hobby;
    
    public void setHobby(String hobby){
        this.hobby=hobby;
    }
    
    public String getHobby(){
        return hobby;
    }
    
    public void print(){
        int id=getId();
        String name=getName();
        int health=getHealth();
        int love=getLove();
        System.out.println("猫咪id:"+id+" 昵称:"+name+" 健康值:"+health+" 亲密度:"+love+"
        爱好:"+hobby);
    }
    
    public void eat(){
        String name=getName(); System.out.println(name+"大口吃小鱼...."); //增加健康值
        int health=getHealth(); setHealth(health+5);
    }
}

/*
主人
*/
package com.syc.day08;

public class Master{
    private String name;
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    
    public String getName(){
        return name;
    }

    //喂食
    public void feed(Dog d){
        System.out.println(name+"要给狗狗喂食物..."); 
        d.eat();
        d.print();
    }
    
    public void feed(Cat c){ 
        System.out.println(name+"要给猫咪喂食物..."); 
        c.eat();
        c.print();
    }
}

package com.syc.day08;

public class TestPet{
    public static void main(String[] args){ 
        Dog afu=new Dog();
        afu.setId(120);
        afu.setName("阿福"); 
        afu.setHealth(85);
        afu.setLove(90); 
        afu.setStrain("拉布拉多"); 
        afu.print();
        
        Cat amao=new Cat(); 
        amao.setId(119); 
        amao.setName("阿猫");
        amao.setHealth(90); 
        amao.setLove(70); 
        amao.setHobby("爬树"); 
        amao.print();
        
        Master yuhuan=new Master(); 
        yuhuan.setName("小美"); 
        yuhuan.feed(afu); 
        yuhuan.feed(amao);
    }
}

思考:

如果再领养XXX宠物,就需要给XXX喂食,怎么办? 
这样频繁修改代码,代码可扩展性、可维护性差,考虑使用多态来优化代码.

3. 多态实现步骤

• 编写父类、子类,子类重写父类方法;

• 运行时使用父类变量,子类的对象(编译时看父类,运行时看子类).

示例:

/*
public void feed(Dog d){
    System.out.println(name+"要给狗狗喂食物..."); 
    d.eat();
    d.print();
}
public void feed(Cat c){
    System.out.println(name+"要给猫咪喂食物..."); 
    c.eat();
    c.print();
}*/

public void feed(Pet p){
    String n=p.getName(); System.out.println(name+"要给"+n+"喂食物..."); p.eat();//调用子类重写的方法 
    p.print();//调用子类重写的方法
}

4. 多态使用形式

• 使用父类作为方法形参实现多态;

• 使用父类作为方法返回值实现多态.

上机练习:

使用多态实现领养宠物,使用父类作为方法返回值.

    //主人类中添加领养方法 
    //领养
    public Pet adopt(int type){
        if(type==1){
            Pet d=new Dog();
            d.setHealth(80);
            d.setLove(50);
            return  d;
        }else if(type==2){
            Pet c=new Cat();
            c.setHealth(80);
            c.setLove(50);
            return  c;
        }else{
            return null;
        } 
   }
   
/*
领养宠物
*/
package com.syc.day08;
import java.util.Scanner;

public class TestPet2{
    public static void main(String[] args){ 
        System.out.println("欢迎来到xxx宠物商店.....");
        System.out.println("请选择您要领养的宠物类型. 1 狗狗; 2 猫咪"); 
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        int choice=input.nextInt();
        Master yuhuan=new Master();
        Pet p=yuhuan.adopt(choice);
        if(p!=null){
            System.out.println("领养成功");
            p.print();
        }else{
            System.out.println("领养失败"); 
        }
    } 
}

5. 向上转型、向下转型

向上转型:

将子类的对象赋值给父类变量,自动转换.

Pet pet1 = new Dog();
Pet pet2 = new Cat();
String str = "abc";
Object obj = str;

注意:

• <父类型> <引用变量名> = new <子类型>();

• 此时通过父类引用变量调用的方法是子类重写或父类的方法, 编译时看父类,运行时看子类;

• 此时通过父类引用变量无法调用子类特有的属性和方法.

向下转型:

将父类的变量赋值给子类变量,强制转换.

Object obj = new String("abc");
String str = (String)obj;
Pet pet=new Dog(); 
// Pet pet=new Cat(); 
Dog d=(Dog)pet; //向下转型

注意:

• <子类型> <引用变量名> = (<子类型> )<父类型的引用变量>;

• 在向下转型的过程中,如果没有转换为真实子类类型,会出现类型转换异常ClassCastException.

上机练习: 实现主人与宠物玩耍功能

//猫咪捉迷藏: 猫类中
public void hideAndSeek(){
    String name=getName(); System.out.println(name+"玩捉迷藏..."); 
    int health=getHealth(); 
    setHealth(health-5);
}

//接球: 狗狗类
public void catchBall(){
    String name=getName(); 
    System.out.print(name+"玩接球游戏...."); 
    int health=getHealth(); 
    setHealth(health-3);
}

//和宠物玩耍
public void play(Pet pet){
    if(pet instanceof Dog){
        Dog d=(Dog)pet;
        d.catchBall();
    }else if(pet instanceof Cat){
        Cat c=(Cat)pet;
        c.hideAndSeek();
    }
}

6. instanceof

对象向下转型时,存在一个问题: 
若一个父类A的引用a,指向一个子类B的实例,将a赋值给另一个子类C引用时,会抛出java.lang.ClassCastException异常.

抛出异常后,程序将不能继续向下执行.为了避免这个异常的抛出,我们可以通过instanceof关键字,来判断引用指向的实例是否可以进行强制转换成某个子类对象.

示例:

已知Pet类有两个子类Dog和Cat:

public class Demo{
    public static void main(String[]args){
        Pet a = new Dog();
        check(a);
    }
    
    //设计一个方法,判断一个动物是猫还是狗 
    public static void check(Pet a){
        if(a instanceof Dog){ 
            System.out.println("狗");
        }else if(a instanceof Cat){ 
            System.out.println("猫");
        } 
    }
}

三. final关键字

final: 最终的.

可以使用final关键字来修饰Java的类、属性和方法.

1. final修饰变量

final修饰成员变量或局部变量,则成为(符号)常量,只能赋值一次,用大写字母表示.

• 修饰成员变量时,定义时同时给出初始值,或在构造方法中赋值;

• 修饰局部变量时,只能赋值一次.

2. final修饰方法

则该方法不能被子类重写,但能被继承.

final returnType methodName(paramList){
    ... 
}

3. final修饰类,则类不能被继承.

final class finalClassName{
    ... 
}

四. 总结

1. Object类: 所有类的父类,默认继承Object.

2. equals()方法: 判断两个对象是否相等, this==obj;
   ==: 基本类型比较数据,引用类型比较地址/
   equals() 默认 和 == 一样;
   
   hashCode()方法: 返回对象的地址;
   getClass()方法: 返回类对象;
   toString()方法: 返回对象的字符串形式.

3. 多态: 同一个父类引用类型,使用不同的子类实例,执行不同的操作.
  
  父类引用子类对象实现多态的要素或条件:
    ①. 子类继承父类,子类必须重写父类的方法;
    ②. 使用父类变量,子类对象.
    
  多态表现形式:
  ①. 使用父类作为方法的参数;
  ②. 使用父类作为方法的返回值.

4. 向上转型和向下转型

    向上转型: 子类转成父类;
    向下转型: 父类转成子类,先向上转型,才能向下转型.
    
5. instanceof: 判断对象是否是某种类型.
    if(pet instanceof Dog){
        Dog dog=(Dog)pet;
    }
    
6. final 终止的.
   ①. final修饰变量,常量:只能赋值一次;
   ②. 修饰成员变量;
   ③. 修饰局部变量.
   ④. final修饰方法,该方法属于终止方法,不能被重写,
       但能被继承.  
   ⑤. final修饰类,终止类,不能被继承.