Java基础入门【第六章 static、继承、重写、多态】（二）

默认：同一个包中，都可以访问

protected：同一个包 + 不同包子类，可以访问我们重点记忆public和private即可！

package com.briup.chap06.perm;

public class B {

public void disp(){

 A a = new A();

//在同一个包，非子类中，可以访问：public protected 默认System.out.println(a.pubStr); System.out.println(a.proStr); System.out.println(a.defStr);

//private不可以直接访问

//System.out.println(a.priStr); }

}

类CA：

package com.briup.chap06.perm;

public class CA extends A { 

public void show() {

A a = new A();

//在同一个包，子类中访问：public protected 默认System.out.println(a.pubStr); System.out.println(a.proStr); System.out.println(a.defStr);

//private不可以直接访问

//System.out.println(a.priStr); }

}

类D：

public class D {

public void disp(){ A a = new A();

//在不同包，非子类中，可以访问：public

System.out.println(a.pubStr);

//除了public可以访问，其他都不可以

//System.out.println(a.proStr);

//System.out.println(a.defStr);

//System.out.println(a.priStr); }

}

类EA：

package com.briup.chap06.bean; import com.briup.chap06.perm.A; public class EA extends A {

public void show() {

//不同包，子类中，可以访问：public protected System.out.println(pubStr); System.out.println(proStr);

//不可以访问 默认 和 private

//System.out.println(defStr);

//System.out.println(priStr); }

}

测试类Test05_AccessControl.java：

package com.briup.chap06.test;

import com.briup.chap06.bean.D; 

import com.briup.chap06.bean.EA; 

import com.briup.chap06.perm.A; 

import com.briup.chap06.perm.B;

 import com.briup.chap06.perm.CA;

public class Test05_AccessControl {

public static void main(String[] args) {

1. a = new A(); a.disp();

System.out.println("-----------");

1. b = new B(); b.disp();

System.out.println("-----------");

CA c = new CA(); c.show();

System.out.println("-----------");

D d = new D(); d.disp();

System.out.println("-----------");

EA e = new EA(); e.show();

}

}

6.方法重写

1）重写应用场景

父子类继承关系中，当子类需要父类的功能，而继承的方法不能完全满足子类的需求，子类里面有特殊的功能，此时可以重写父类中的方法，这样即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。

2）方法重写细节

前提：父子类继承关系中

子类新增方法，和从父类继承的方法，方法名完全相同两个方法的参数列表完全相同

重写方法的访问权限修饰符可以被扩大，但是不能被缩小

public > protected > default > private

方法的返回类型可以相同，也可以不同（暂时先按相同处理，后续再补充）

方法抛出异常类型的范围可以被缩小，但是不能被扩大（超纲内容，暂时先忽略）

注意：一般情况下，子类进行方法重写时，最好方法声明完全一致

3）案例展示

定义一个基础的 员工类Employee ，再定义 程序员子类Programmer ，再定义 经理子类Manager ，要求两个子类中分别 重写父类中doWork() 方法。

//定义父类：员工class Employee {

//工号、姓名

public Employee() {}

public Employee(String id, String name) { this.id = id;

this.name = name; }

public void doWork() {

System.out.println("员工开始工作...");

}

}

//定义子类：程序员

class Programmer extends Employee {

//等级：初级、中级、高级、资深

private String grade;

public Programmer() {

//默认会调用父类无参构造器

//super(); }

public Programmer(String id,String name,String grade) {

//显式调用父类构造器super(id,name); this.grade = grade;

}

//重写方法

// @Override是注解，用于标识该方法为重写的方法，大家可以不用管@Override

public void doWork() {

//super.doWork();

}

}

//定义子类：经理

class Manager extends Employee {

//奖金

private double bonus;

public Manager() { super();

}

public Manager(String id,String name,double bonus) { super(id,name);

this.bonus = bonus; }

//重写方法

@Override

public void doWork() {

System.out.println("我是经理，有津贴" + bonus + ", 开始工作：安排部门员工任务");

}

}

//测试类

public class Test06_Override {

public static void main(String[] args) {

//父类对象 调用 doWork方法

Employee e = new Employee("008", "larry"); e.doWork();

System.out.println("------------");

//程序员子类对象 调用 重写方法

Programmer p = new Programmer("010", "kevin", "初级");

p.doWork();

System.out.println("------------");

//经理子类 调用 重写方法

Manager m = new Manager("006", "robin", 201.5); m.doWork();

}

}

结论：子类继承父类，在调用方法的时候，如果子类中没用重写，那么调用从父类继承的方法，如果子类重写了这个方法，那么调用到子类重写的方法。（ 非常重要 ）

特殊情况：

注意1：父类中的静态方法（属于类方法）不能被子类重写

static静态方法算不上重写，它属于父类所独有，只是书写格式上跟重写相似

注意2：父类中的私有方法（未被继承）不能被子类重写

4）重写Object类中toString()

在之前的课程中，我们学过：

Java中的类，如果类定义时没有指定父类，那么这个类会默认继承Object

类

Java中的每个类都直接或间接继承Object类，Object类是Java继承体系中的最顶层父类

故而，在Java的除Object之外的所有类中，都有存在一个 toString() 方法，要么直接或间接从Object类中继承。

Object类源码：

package java.lang;

public class Object {

//省略...

/**

* @return   a string representation of the object. */

public String toString() {

//返回 "类的全包名@该对象堆空间地址(十六进制形式)"

return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());

}

/**

* Returns a hash code value for the object. This method is * supported for the benefit of hash tables such as those

provided by

* {@link java.util.HashMap}.

* @return   a hash code value for this object. */

public native int hashCode(); }

当输出对象时，会先执行 对象.toString() 获得对象的字符串形式，然后输出该字符串！

案例展示：

class Teacher {

private String name; private double balance;

public Teacher() {

//super(); }

public Teacher(String name, double balance) { super();

this.name = name; this.balance = balance;

}

//省略get|set方法... }

public class Test06_toString {

public static void main(String[] args) { Teacher t = new Teacher("jack",12345.6);

String str = t.toString(); System.out.println(str);

//当输出对象时，默认输出的是：对象.toString()

//下面两行代码效果一样System.out.println(t); System.out.println(t.toString());

//输出内容：对象所属类的全包名@十六进制地址值

}

}

添加代码，重写Teacher类中的toString方法：

class Teacher {

//...和原来一样，省略

//重写toString方法@Override

public String toString() {

return "Teacher [name=" + name + ", balance=" + balance + "]";

}

}

再次运行输出：

常见面试题：请简述重载和重写！

7.final

final翻译后是"最终"的意思，这个修饰符可以用来修饰变量、类、方法

final修饰类

则类不能被继承final修饰方法

方法不能被重写final修饰变量

则变量就成了常量，初始化以后其值不能改变变量是基本类型：数据值不能发生改变

变量是引用类型：地址值不能发生改变，但是地址标识的那块内存里面的内容可以改变

修饰类

用final修饰的类不能被继承，也就是说这个类是没有子类的。例如：

public final class Action {

}

//编译报错

class Go extends Action {

}

思考，我们能否让一个类去继承String？

String源码：

修饰方法

用final修饰的方法可以被子类继承，但是不能被子类的重写例如，

public class Person {

public final void print() {} }

//编译报错

class Student extends Person {

//从父类继承的final方法，不可以被重写

public void print() {

}

}

思考：我们能否在子类中重写从父类Object中继承过来的wait方法？Object类wait()源码：

1. 1. 修饰变量

用final修饰的变量就变成了常量，并且它只能被赋一次值，第二次赋值就会报错

1）final修饰局部变量

则局部变量赋初值后，不能再次赋值，否则编译报错！案例1：

案例2：

final成员变量初始化，可采用下面3种方式：

显式初始化

匿名代码块中初始化构造方法中初始化

注意：如果使用构造方法对final成员初始化，则类中所有构造方法都要对final成员进行初始化，否则编译报错！

案例展示：

提示：测试某种初始化方式时，请注释掉另外2种初始化方式

class F {

//第一种初始化方式：显式初始化

//private final int num = 10;

//第二种初始化方式：构造代码块初始化

//  private final int num;

//  {

// num = 20;

//  }

//第三种初始化方式：所有构造器中都对final成员进行初始化

private final int num; public F() {

//必须给num初始化

this.num = 30; }

public F(int num) {

//必须给num初始化

}

@Override

public String toString() {

return "F [num=" + num + "]"; }

}

//测试代码

public class Test07_Final {

public static void main(String[] args) { F f = new F();

System.out.println(f); }

}

第一种运行效果：

第二种运行效果：

第三种运行效果：

3）final修饰静态成员变量

final静态成员变量初始化以后其值不能再修改，初始化方式有2种：显式初始化：声明的同时赋值

案例展示：

package com.briup.chap06.test;

class SF {

//第一种初始化方式：显式初始化

//private final static int num = 10;

//第二种初始化方式

private final static int num; static {

num  =  20; }

//定义static方法，专门操作static数据成员

public static int getNum() { return num;

}

}

//测试代码

public class Test07_Final {

public static void main(String[] args) { System.out.println("SF.num: " + SF.getNum());

}

}

2.修饰引用

final修饰引用类型变量，则该变量的引用值不能改变，但所引用内存空间中的值是可以改变的。

案例描述：

内存描述：

8.多态

多态(Polymorphism)的字面意思为"一种事物，多种形态"。

多态小笑话：

某老外苦学汉语十年,到中国参加汉语考试,试题为：请解释下面中每个“意思”的意思。

阿呆给领导送红包,两人的对话颇有意思,对话如下：　　领导：“你这是什么意思?”  

阿呆：“没什么意思,意思意思.”   领导：“你这就不够意思了.”  

阿呆：“小意思,小意思.”   领导：“你这人真有意思.”  

阿呆：“其实也没有别的意思.”   领导：“那我就不好意思了.”   阿呆：“是我不好意思.”

结果：老外泪流满面,交白卷回国.

上述案例中，相同的一个词"意思"，在不同的语境中代表的含义是不同的，这就是多态的体现！

Java多态理解： 引用变量.方法(实参列表) 完全相同的这行代码，出现在不同的位置，其执行的结果是不同的。

多态前提：

子类继承父类

子类重写父类中的方法

父类的引用指向子类对象

案例描述：

//父类：点

class Point { public int x; public int y;

public Point() {}

public Point(int x,int y) { this.x = x;

this.y = y; }

public void show() {

System.out.println("点 x: " + x + " y: " + y);

}

}

//子类1：圆

class Circle extends Point {

//半径

private int radius;

public Circle() {

//super(); }

public Circle(int x,int y,int radius) { super(x,y);

this.radius = radius; }

//重写方法

public void show() {

System.out.println("Circle x: " + x //this.x

+ " y: " + super.y

+ " radius: " + radius);

}

//子类2：椭圆

class TCircle extends Point {

//水平半径

private int xRadius;

//竖直半径

private int yRadius;

public TCircle() {}

public TCircle(int x,int y,int xr,int yr) { super(x,y);

this.xRadius = xr; this.yRadius = yr;

}

//重写方法

public void show() { System.out.println("TCircle x: " + x

//this.x

+ " y: " + super.y

+ " xRadius: " + xRadius

+ " yRadius: " + yRadius);

}

}

//测试类

public class Test08_Poly {

public static void main(String[] args) {

//多态前提条件：

// 1.父子类继承关系

// 2.子类重写方法

// 3.父类引用 指向子类对象Point p = new Circle(1,1,2);

// 4.父类引用调用重写方法【调用到子类重写的方法】

p.show(); //Circle::show()

}

}

注意，一个父类型的引用，可以指向它的任何一个子类对象

多态优缺点

优点

提高程序的扩展性、灵活性

定义方法时候，使用父类型作为参数，在使用的时候，使用具体的子类型参与操作

弊端

不能使用子类的特有成员

案例实现1：不使用多态

//篮球类

class BasketBall { public void play() {

System.out.println("开始篮球游戏...");

}

}

class Football {

public void play() {

System.out.println("开始足球游戏...");

}

}

//第一步：新增乒乓球类

//class PingPong {

//  public void play() {

// System.out.println("开始乒乓球游戏...");

//  }

//}

//定义游戏类

class Game {

//启动篮球游戏

public void start(BasketBall basketBall) { basketBall.play();

}

//启动足球游戏

public void start(Football football) { football.play();

}

//第二步：Game类新增重载start方法

// public void start(PingPong pingpong) {

// pingpong.play();

// } }

//传统方式实现（非多态）：代码的扩展性很差public class Test08_Game {

public static void main(String[] args) {

//1.创建游戏对象

Game  game  =  new  Game();

//2.创建篮球对象，然后开始游戏

BasketBall basketBall = new BasketBall(); game.start(basketBall);

//3.创建足球对象，然后开始游戏

Football football = new Football(); game.start(football);

//第三步：测试类创建乒乓球对象，然后开始游戏

// PingPong pingpong = new PingPong();

// game.start(pingpong);

}

}

在这种情况下， 如果多了一种乒乓球游戏要运行，则必须通过3个步骤实现：

新增乒乓球类 PingPong

在Game类中新增重载方法 void  start(PingPong  p); main方法测试实现

问题分析：如果后续要不断扩展游戏种类，则每次都要额外修改Game类中的代码，这很不方便，且不安全（每次要改动之前的代码，容易出Bug），违反了开闭原则！

开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）是面向对象设计中的一条基本原则。指的是"软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放、对修改关闭"。

换句话说，当需求发生变化时，应该通过增加新的代码来扩展现有功能，而不是直接修改现有代码。

用多态的思想，就可以很好的解决上述问题，使得程序的扩展性、灵活性大大加强！

package com.briup.chap06.test;

//抽取父类：球类

class Ball {

public void play() {} }

//定义子类：篮球类

class BasketBall2 extends Ball {

//重写方法

public void play() {

System.out.println("开始篮球游戏..."); }

}//定义子类：足球类

class Football2 extends Ball { public void play() {

System.out.println("开始足球游戏...");

}

}

// 第一步：新增乒乓球子类

class PingPong2 extends Ball { public void play() {

System.out.println("开始乒乓球游戏...");

}

}

// 定义游戏类

class Game2 {

//这里只需要定义一个方法即可，要求参数类型是父类Ball

//调用该方法时，需要传递一个该父类引用值，可以指向任何一个子类对象

public void start(Ball ball){ ball.play();

}

}

//多态实现：代码的扩展性很强

public class Test08_Game2 {

public static void main(String[] args) {

// 1.创建游戏对象

Game2  game  =  new  Game2();

// 2.创建篮球对象，然后开始游戏

BasketBall2 basketBall = new BasketBall2(); game.start(basketBall);

// 3.创建足球对象，然后开始游戏

Football2 football = new Football2(); game.start(football);

//  第三步：测试类创建乒乓球对象，然后开始游戏PingPong2 pingpong = new PingPong2(); game.start(pingpong);

}

}

代码分析：

用多态实现功能时，如果后续要不断扩展游戏种类，根本不需要修改Game类中的代码，符合开闭原则，大大提高了程序的扩展性和灵活性！

运行效果：

1.引用类型转换

学习基本数据类型时，我们学过隐式类型转换、强制类型转换。

学习多态时，我们用过引用类型转换： 父类 引用名 =  子类对象;接下来我们更细致的讨论引用类型转换：

向上转型（隐式转换）

父类引用指向子类对象，多态部分我们已经大量使用例如， Person  p  =  new  Student();

向下转型（显式转换）子类引用指向父类对象

格式： 子类型 引用名 =  (子类型)父类引用;前提：父类引用本身就指向子类对象

Person p = new Student();

Student  s  =  (Student)p; //向下转型注意：必须先有向上转型，才能向下转型

1）向上转型访问特点

前提：使用父类引用指向子类对象，然后通过父类引用访问成员变量或成员方法

操作成员变量：编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)操作成员方法：编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)

案例展示1：

package com.briup.chap06.test;

//定义基类

class Base { int n = 1;

public void show() {

System.out.println("in Base, n: " + n); }

}

//定义派生类

class Derived extends Base {

//新增成员

int n = 2;   //同名成员

int v = 20;

//重写方法

public void show() {

System.out.println("in Derived, n: " + n);   //this.n > super.n

System.out.println("in Derived, v: " + v); }

//新增方法

public void disp() {

System.out.println("in Derived, v: " + v); }

}

//测试代码

public class Test09_Trans {

/*

* 多态(向上转型)访问特点:

* 成员变量: 编译看左边 (父类), 运行看左边 (父类)

*

*/

成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)

public static void main(String[] args) {

//1.向上转型：用子对象 给 父类引用赋值

Base b = new Derived();

//父类中没有v这个成员，编译失败

//System.out.println(b.v); //error

//3.方法成员方法: 编译看左边 (父类), 运行看右边 (子类)

//调用的是子类重写以后的方法

b.show();

//父类中没有disp()方法，编译失败

//b.disp(); //error

}

}

注意：向上转型（多态）时，父类引用无法调用到子类中独有的成员和方法！

2）向下转型功能测试案例展示2：

注意：先有向上转型，然后才能向下转型成功

//Base和Derived代码不变，修改main方法测试代码，具体如下：

public class Test09_Trans {

// 注意事项：先有向上转型，然后才能有向下转型

public static void main(String[] args) {

//1.向上转型：用子对象 给 父类引用赋值

Base b = new Derived();

//父类中没有v这个成员，编译失败

//System.out.println(b.v); //error

//父类中没有disp()方法，编译失败

//b.disp();

//2.借助向下转型可以解决上述问题

Derived d = (Derived)b;

//操作子类独有成员

System.out.println(d.v);

//操作子类独有方法

d.disp();

//error

}

}

3）引用类型强换异常

在类型强制转换的过程中，可能会遇到类型转换异常。案例展示：

在上述案例的基础上，新增派生类Fork，然后模拟类型转换异常的情况

//新增派生类

class Fork extends Base {

//新增独有方法

public void out() {

System.out.println("in Fork, n：" + n);

}

}

//测试代码

public class Test09_Trans {

public static void main(String[] args) {

//1.向上转型

Base b = new Derived();

//2.向下转型，思考：编译能否成功，运行能否成功？

Fork f = (Fork)b;

//3.调用独有方法

f.out();

}

}

报错分析：

如果被转的引用类型变量，对应的实际类型和目标类型不是同一种类型，那么在转换的时候就会出现ClassCastException异常。

Fork  f  =  (Fork)b; 强制转换时，b实际指向Derived对象，Derived和Fork

类型不是子父类关系，所以它是不能转为Fork对象的！

那么如何避免这样的问题呢？使用 instanceof关键字 可以解决。

4）instanceof关键字

instanceof关键字能告诉我们，当前引用到底指向哪种子类型对象

格式：

引用名 instanceof  类型名