Java面向对象

类继承

一般格式

public class Parent{
}

public class Child extends Parents {
}

Java不支持类之间多继承

public class A {
}

public class B {
}

// Not supported.
public class C extends A, B {
}

但是使用implements可以多继承接口

public interface A {
    public void eat();
    public void sleep();
}

public interface B {
    public void show();
}

public class C implements A,B {
}

特性

子类拥有父类非 private 的属性、方法。

子类可以用自己的方式实现父类的方法。

子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。

其他关键字

super指向父类，this指向自己

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("dog : eat");
    }
    void eatTest() {
        this.eat();   // this 调用自己的方法
        super.eat();  // super 调用父类方法
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Dog d = new Dog();
        d.eatTest();
    }
}

animal : eat
dog : eat
animal : eat

final

被final修饰的类不能被继承，被final修饰的方法不能被子类重写

final class A {
    // uninheritable
}

public final String finalFunction() {
    // Cannot be overwritten
}

构造器（C++构造函数）

class Parent {
    private int n;
    // no parameter
    public Parent() {
        System.out.println("SuperClass()");
    }
    //  with parameter
    public SuperClass(int n) {
        System.out.println("SuperClass(int n)");
        this.n = n;
    }
}

class SubClass extends SuperClass {
    private int n;
 
    // 无参数构造器，自动调用父类的无参数构造器
    // 创建子类对象时先调父类构造器创建一个父类
    public SubClass() {
        System.out.println("SubClass()");
    }
 
    // 带参数构造器，调用父类中带有参数的构造器
    public SubClass(int n) {
        super(300);
        System.out.println("SubClass(int n): " + n);
        this.n = n;
    }
}

重写和重载

重写

和c++一样，只需重新实现一遍父类的方法

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}

public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象

  a.move(); // 执行 Animal 类的方法
  b.move(); //执行 Dog 类的方法
   }
}

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
   public void bark(){
      System.out.println("狗可以吠叫");
   }
}

public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      a.move(); // 执行 Animal 类的方法
      b.move(); //执行 Dog 类的方法
      b.bark(); // 报错，b本质上是Animal类型，没有bark方法
   }
}

规则

参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同。

返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类。

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，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。

声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明。

声明为 final 的方法不能被重写。

子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。

子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。

构造方法不能被重写。

重载

重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

规则

被重载的方法必须改变参数列表(参数个数或类型不一样)；

被重载的方法可以改变返回类型；

被重载的方法可以改变访问修饰符；

被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；

方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。

无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

多态

不同的子类重写同一份父类虚函数

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");  
    }  
}

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，再去调用子类的同名方法。

虚函数

Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。

当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字 super。

多态实现方式

重写（见上），接口，抽象类和抽象方法。

抽象类和抽象方法

抽象类

抽象类不能被实例化。

用abstract class定义抽象类

public abstract class Employee {
}

抽象方法

抽象方法的具体实现由它的子类确定。

Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

public abstract class Employee {
    public abstract double computePau(); // implement in child class.
}

如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。（但是抽象类不一定包含抽象方法）

任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

构造方法，static修饰的方法不能声明为抽象方法。

接口

接口是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。

在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口和类的相似点

一个接口可以有多个方法。

接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。

接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。

接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别

接口不能用于实例化对象。

接口没有构造方法。

接口中所有的方法必须是抽象方法，Java 8 之后接口中可以使用 default 关键字修饰的非抽象方法。

接口不能包含成员变量，除了static 和final 变量。

接口不是被类继承了，而是要被类实现。

接口支持多继承。

特性

接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。

接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。

接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

接口和抽象类的区别

抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。

抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。

接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。

一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

接口声明

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名] {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

在类中实现接口

public class MammalInt implements Animal{
   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }
 
   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 
 
   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }
 
   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

注意

重写时

类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。

类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。

如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

实现时

一个类可以同时实现多个接口。

一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。

一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

接口继承

一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。

下面的Sports接口被Hockey和Football接口继承：

// 文件名: Sports.java
public interface Sports
{
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}
 
// 文件名: Football.java
public interface Football extends Sports
{
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}
 
// 文件名: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports
{
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

多继承

public interface Hockey extends Sports, Event

标记接口

标记接口是没有任何方法和属性的接口（完全空的），它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。

标记接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。

作用

建立公共父接口表明一类接口

有点像外层文件夹。

正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。

向一个类添加数据类型

这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

枚举

Java 枚举是一个特殊的类，一般表示一组常量，比如一年的 4 个季节，一年的 12 个月份，一个星期的 7 天，方向有东南西北等。

enum Color 
{ 
    RED, GREEN, BLUE; 
} 
  
public class Test 
{ 
    // 执行输出结果
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Color c1 = Color.RED; 
        System.out.println(c1); 
    } 
}

迭代枚举元素

enum Color 
{ 
    RED, GREEN, BLUE; 
} 
public class MyClass { 
  public static void main(String[] args) { 
    for (Color myVar : Color.values()) {
      System.out.println(myVar);
    }
  } 
}

RED
GREEN
BLUE

values(), ordinal() 和 valueOf() 方法

values() 返回枚举类中所有的值。

ordinal()方法可以找到每个枚举常量的索引，就像数组索引一样。

valueOf()方法返回指定字符串值的枚举常量。

enum Color 
{ 
    RED, GREEN, BLUE; 
} 

public class Test 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        // 调用 values() 
        Color[] arr = Color.values(); 

        // 迭代枚举
        for (Color col : arr) 
        { 
            // 查看索引
            System.out.println(col + " at index " + col.ordinal()); 
        } 
      
        // 使用 valueOf() 返回枚举常量，不存在的会报错 IllegalArgumentException 
        System.out.println(Color.valueOf("RED")); 
        // System.out.println(Color.valueOf("WHITE")); 
    } 

}

RED at index 0
GREEN at index 1
BLUE at index 2
RED

枚举类也可有成员

枚举跟普通类一样可以用自己的变量、方法和构造函数，构造函数只能使用 private 访问修饰符，所以外部无法调用。

枚举既可以包含具体方法，也可以包含抽象方法。 如果枚举类具有抽象方法，则枚举类的每个实例都必须实现它。

enum Color 
{ 
    RED, GREEN, BLUE; 

    // 构造函数
    private Color() 
    { 
        System.out.println("Constructor called for : " + this.toString()); 
    } 
      
    public void colorInfo() 
    { 
        System.out.println("Universal Color"); 
    } 

} 

public class Test 
{     
    // 输出
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Color c1 = Color.RED; 
        /*
         枚举类在构造时所有枚举常量的构造函数都会被调用
         Constructor called for : RED
		Constructor called for : GREEN
		Constructor called for : BLUE
        */
        System.out.println(c1); 
        c1.colorInfo(); 
    } 
}

Constructor called for : RED
Constructor called for : GREEN
Constructor called for : BLUE
RED
Universal Color