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面向对象特性 ​

面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即封装、继承和多态。

封装 ​

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。 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其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的 方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

将属性隐藏起来，若需要访问某个属性，提供公共方法对其访问。

如何封装？

  1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。
  2. 对需要访问的成员变量，提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。

封装操作 ​

private关键字 ​

  1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。

  2. 可以修饰成员变量和成员方法。

  3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

java
private 数据类型 变量名;

封装优化 ​

this关键字 ​

this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

构造方法 ​

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，

一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

java
修饰符 构造方法名(参数列表){
    // 方法体 
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。

注意事项：

  1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。

  2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。

  3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

继承 ​

继承就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。好处是提高代码的复用性，类与类之间产生了关系，是多态的前提。

子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

格式 ​

java
class 父类 { 
    ... 
}

class 子类 extends 父类 {
    ... 
}

继承后的变化 ​

成员变量 ​

子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字，修饰父类成员变量 。

java
super.父类成员变量名

父类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能 直接访问的。

通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员 变量呢？可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

成员方法 ​

如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。

子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。

java
class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu show"); 
    } 
}
class Zi extends Fu {
    //子类重写了父类的show方法 
    public void show() { 
        System.out.println("Zi show");
    } 
}
public class ExtendsDemo05{
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        // 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
        z.show();// Zi show 
    } 
}

注意事项：

  1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。

  2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

构造方法：

  1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。

  2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。

继承的特点 ​

  1. Java只支持单继承，不支持多继承。

  2. Java支持多层继承(继承体系)。

  3. 子类和父类是一种相对的概念。

super和this ​

super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。

this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

父类空间优先于子类对象产生 ​

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。

抽象类 ​

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。

我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。

抽象方法 ： 没有方法体的方法。 抽象类：包含抽象方法的类。

抽象类和普通类最大的区别是，抽象类不能被实例化，只能被继承。

abstract关键字 ​

抽象方法 ​

使用 abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

java
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；

抽象类 ： 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。

java
abstract class 类名字 { }

用法 ​

继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。

java
    public abstract class Animal {
        public abstract void run();
    }

    public class Cat extends Animal {
        public void run() {
            System.out.println("小猫在墙头走~~~");
        }
    }

    public class CatTest {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建子类对象
            Cat c = new Cat();
            // 调用run方法
            c.run();
        }
    }

注意事项 ​

  1. 抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。

    假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。

  2. 抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。

    子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。

  3. 抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

    未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。

  4. 抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象 类。

    假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有 意义

多态 ​

多态是指同一行为，具有多个不同表现形式。

  1. 继承或者实现【二选一】

  2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

  3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

java
父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型

java
Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

java
// 父类
public abstract class Animal {
    public abstract void eat(); 
}

// 子类
class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    } 
}
// 子类
class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨头");
    }
}

// 测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象 
        Animal a1 = new Cat(); 
        // 调用的是 Cat 的 eat 
        a1.eat();
        // 多态形式，创建对象 
        Animal a2 = new Dog();
        // 调用的是 Dog 的 eat 
        a2.eat();
    }
}

引用类型转换 ​

多态的转型分为向上转型与向下转型两种

向上转型 ​

向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

java
父类类型 变量名 = new 子类类型();

向下转型 ​

向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

java
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;

为什么要转型 ​

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。

这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

java
abstract class Animal {
    abstract void eat();
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }
    public void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨头");
    }
    public void watchHouse() {
        System.out.println("看家");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat();
        a.eat();    // 调用的是 Cat 的 eat 
        // 向下转型 
        Cat c = (Cat)a;
        c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse 
    } 
}

转型的异常 ​

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat();
        a.eat();    // 调用的是 Cat 的 eat 
        // 向下转型 
        Dog d = (Dog)a;
        d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】 
    } 
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException，类型转换异常！

这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

java
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。 
如果变量不属于该数据类型，返回false。