【Java 第五篇章】面向对象

一、封装

1、介绍

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界的调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的讲把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。我们将类的属性私有化 (private)，同时提供 公共的(public) 方法 获取(getXXX) 和 设置(setXXX) 值。不对外暴露私有的方法。

2、权限修饰范围

权限修饰符有四个控制范围等级是 private --> default --> protected --> public。分别的权限控制范围是：private 类内部；default 类内部和同一个包；protected 类内部 同一个包 不同包的子类；public 类內部 同一个包 不同包的子类 同一个项目。

3、作用地方

可以修饰类和类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类。4种修饰符能修饰：属性、方法、构造器、内部类。 修饰类的话只能使用：default、public。

二、继承

1、介绍

在Java中，继承是一种面向对象编程（OOP）的特性，它允许我们根据已存在的类来定义一个新的类，这个新类（称为子类或派生类）继承了原有类（称为父类或基类）的属性和方法。通过继承，我们可以重用、扩展或修改继承而来的属性和方法，从而支持代码复用，实现多态和增强软件的可维护性。

2、特点

• 代码复用：通过继承，子类可以复用父类中的代码，包括属性和方法。
• 扩展性：子类可以添加新的属性和方法，或者覆盖（Override）父类中的方法，以实现新的功能或修改原有功能。
• 多态性：继承是实现多态性的基础之一，通过继承，我们可以将父类类型的引用指向子类对象，并通过该引用调用实际子类对象的方法。

• 在父子类的继承关系中，如果成员变量重名，则创建子类对象时，访问方式有两种方式：

  • 直接通过子类对象访问成员变量：等号左边是谁，就优先用谁，没有则向上找。
  • 间接通过成员方法访问成员变量：该方法属于谁，就优先用谁，没有则向上找。

• 继承关系中重名的关系：

  • 局部变量：直接写成员变量名。
  • 本类中的成员变量：this.成员变量名。
  • 父类中的成员变量：super.成员变量名。
• 在父子类的继承关系中，创建子类对象，访问成员方法的规则：创建的对象是谁，就优先用谁，如果没有就向上找。

• 构造方法：

  • 子类构造方法中默认隐含 super()，所以一定先调用父类的构造，后执行子类的构造。
  • 子类构造可以通过 super 关键字来调用父类重载构造。
  • super的父类构造调用，必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次 super 构造。
  • 子类必须调用父类构造方法，不写则赠送 super(),写了则用写的指定的的 super 调用，super只能有一个，还必须是第一个。

• 注意事项：

  • 无论成员方法和成员变量，都不会向下找。
  • 继承是多态的前提。
  • 阻止继承的方式是用 final 关键字修饰。

三、多态

1、介绍

多态是同一个行为具有不同的表现形式或形态的能力。一个对象拥有多种形态，这就是多态。代码中体现多态性，其实就是父类引用指向子类对象。

2、多态的前置条件

继承、重写、父类引用指向子类对象。

语法：

//1.定义子类：
    public class Demo extends OldClass{

    }

//2.继承：
    //定义：
        public class OldClass{

        }

        public class Demo extends OldClass{
    
        }

        //定义父类的格式：
        public class 父类名称 {
            // ...
        }

        //定义子类的格式：
        public class 子类名称 extends 父类名称 {

        }
//3.多态：
    父类名称 对象名 = new 子类名称();
                ||
    接口名称 对象名 = new 实现类名称();

案例：

//4.多态
//Demo01Multi
    package com.tsing.extend.demo3;
    
    //代码中体现多态性，其实就是父类引用指向子类对象。 
    public class Demo01Multi {

        public static void main(String[] args) {
            //多态写法
            //左侧父类的引用指向右侧子类的对象
            Fu obj = new Zi();
            obj.method();
            obj.methodFu();
        }

    }
            
//Fu
    package com.tsing.extend.demo3;

    public class Fu {

        public void method() {
            System.out.println("父类方法执行");
        }
        
        public void methodFu() {
            System.out.println("父类特有的方法！！！");
        }
    }

//Zi
    package com.tsing.extend.demo3;

    public class Zi extends Fu {
        
        @Override
        public void method(){
            System.out.println("子类方法执行！！！");
        }
    }

四、重写和重载

在Java中，重写（Override）和重载（Overload）是面向对象编程中两个非常重要的概念，它们都与方法的定义和调用有关，但两者有着本质的区别。

1、重写（Override）

重写是子类对父类中继承来的方法进行重新定义（也就是方法签名相同，但方法体不同）。当子类需要修改从父类继承来的方法的行为时，就会使用到重写。重写的目的是允许子类提供特定于自己的实现。

重写的规则：

1. 方法名、参数列表必须相同：这是为了保持多态性，即父类类型的引用可以指向子类对象，并调用实际子类对象的方法。
2. 返回类型：对于非静态方法，返回类型可以是父类方法的返回类型的子类型（Java 5及以后版本支持协变返回类型）。对于静态方法，返回类型必须相同。
3. 访问修饰符：子类方法的访问级别不能低于父类方法的访问级别（但可以有更高的访问级别）。
4. 异常：子类方法抛出的异常应该是父类方法抛出异常的子类或没有异常（Java 7及以后版本支持更灵活的异常处理规则）。

示例：

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("This animal eats food.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void eat() {
        System.out.println("Dog eats dog food.");
    }
}

在这个例子中，Dog类重写了Animal类的eat方法。

2、重载（Overload）

重载是在同一个类中，允许存在多个同名的方法，只要它们的参数列表不同即可。参数列表不同意味着参数的数量、类型或顺序至少有一项不同。重载的主要目的是提供灵活的方法调用，允许根据传递的参数类型或数量来调用不同的方法实现。

重载的规则：

1. 方法名必须相同。
2. 参数列表必须不同（参数的数量、类型或顺序不同）。
3. 方法的返回类型、访问修饰符以及抛出的异常类型与重载无关。

示例：

class MathUtils {
    // 方法1
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 方法2，重载
    double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }

    // 方法3，重载（参数数量不同）
    int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}

在这个例子中，MathUtils类有三个名为add的方法，但它们的参数列表不同，因此它们是重载关系。

总结

• 重写是子类对父类方法的重新定义，用于提供特定于子类的实现。
• 重载是在同一个类中允许存在多个同名但参数列表不同的方法，用于提供灵活的方法调用。
• 重写是面向对象多态性的体现，而重载是编译时多态性的体现。