Java面向對象（繼承、抽象類）
面向對象
今日內容介紹
u 繼承
u 抽象類
第1章 繼承
1.1 繼承的概念
在現實生活中，繼承一般指的是子女繼承父輩的財產。在程序中，繼承描述的是事物之間的所屬關系，通過繼承可以使多種事物之間形成一種關系體系。例如公司中的研發部員工和維護部員工都屬於員工，程序中便可以描述為研發部員工和維護部員工繼承自員工，同理，JavaEE工程師和Android工程師繼承自研發部員工，而維網絡維護工程師和硬件維護工程師繼承自維護部員工。這些員工之間會形成一個繼承體系，具體如下圖所示。
圖1-1 員工繼承關系圖
在Java中，類的繼承是指在一個現有類的基礎上去構建一個新的類，構建出來的新類被稱作子類，現有類被稱作父類，子類會自動擁有父類所有可繼承的屬性和方法。
1.2 繼承的格式&使用
在程序中，如果想聲明一個類繼承另一個類，需要使用extends關鍵字。
格式：
class 子類 extends 父類 {}
接下來通過一個案例來學習子類是如何繼承父類的，如下所示。Example01.java
/*
* 定義員工類Employee
*/
class Employee {
String name; // 定義name屬性
// 定義員工的工作方法
public void work() {
System.out.println("盡心盡力地工作");
}
}
/*
* 定義研發部員工類Developer 繼承 員工類Employee
*/
class
// 定義一個打印name的方法
public void printName() {
System.out.println("name=" + name);
}
}
/*
* 定義測試類
*/
public class Example01 {
public static void main(String[] args) {
Developer d = new Developer(); // 創建一個研發部員工類對象
d.name = "小明"; // 為該員工類的name屬性進行賦值
d.printName(); // 調用該員工的printName()
d.work(); // 調用Developer類繼承來的work()方法
}
}
運行結果如下圖所示。
圖1-2 運行結果
在上述代碼中，Developer類通過extends關鍵字繼承了Employee類，這樣Developer類便是Employee類的子類。從運行結果不難看出，子類雖然沒有定義name屬性和work()方法，但是卻能訪問這兩個成員。這就說明，子類在繼承父類的時候，會自動擁有父類的成員。
1.3 繼承的好處&註意事項
繼承的好處：
1、繼承的出現提高了代碼的復用性，提高軟件開發效率。
2、繼承的出現讓類與類之間產生了關系，提供了多態的前提。
在類的繼承中，需要註意一些問題，具體如下：
l 1、在Java中，類只支持單繼承，不允許多繼承，也就是說一個類只能有一個直接父類，例如下面這種情況是不合法的。
class A{}
class B{}
class C extends A,B{} // C類不可以同時繼承A類和B類
l 2、多個類可以繼承一個父類，例如下面這種情況是允許的。
class A{}
class B extends A{}
class C extends A{} // 類B和類C都可以繼承類A
l 3、在Java中，多層繼承是可以的，即一個類的父類可以再去繼承另外的父類，例如C類繼承自B類，而B類又可以去繼承A類，這時，C類也可稱作A類的子類。下面這種情況是允許的。
class A{}
class B extends A{} // 類B繼承類A，類B是類A的子類
class C extends B{} // 類C繼承類B，類C是類B的子類，同時也是類A的子類
l 4、在Java中，子類和父類是一種相對概念，也就是說一個類是某個類父類的同時，也可以是另一個類的子類。例如上面的這種情況中，B類是A類的子類，同時又是C類的父類。
1.4 繼承-子父類中成員變量的特點
了解了繼承給我們帶來的好處，提高了代碼的復用性。繼承讓類與類或者說對象與對象之間產生了關系。那麽，當繼承出現後，類的成員之間產生了那些變化呢？
類的成員重點學習成員變量、成員方法的變化。
成員變量：如果子類父類中出現不同名的成員變量，這時的訪問是沒有任何問題。
看如下代碼：
class Fu
{
//Fu中的成員變量。
int num = 5;
}
class Zi extends Fu
{
//Zi中的成員變量
int num2 = 6;
//Zi中的成員方法
public void show()
{
//訪問父類中的num
System.out.println("Fu num="+num);
//訪問子類中的num2
System.out.println("Zi num2="+num2);
}
}
class Demo
{
public static void main(String[] args)
{
Zi z = new Zi(); //創建子類對象
z.show(); //調用子類中的show方法
}
}
代碼說明：Fu類中的成員變量是非私有的，子類中可以直接訪問，若Fu類中的成員變量私有了，子類是不能直接訪問的。
當子父類中出現了同名成員變量時，在子類中若要訪問父類中的成員變量，必須使用關鍵字super來完成。super用來表示當前對象中包含的父類對象空間的引用。super今天不做具體講解，在課程第12天會詳細講解。
在子類中，訪問父類中的成員變量格式：
super.父類中的成員變量
看如下代碼：
class Fu
{
//Fu中的成員變量。
int num = 5;
}
class Zi extends Fu
{
//Zi中的成員變量
int num = 6;
void show()
{
//子父類中出現了同名的成員變量時
//在子類中需要訪問父類中非私有成員變量時，需要使用super關鍵字
//訪問父類中的num
System.out.println("Fu num="+super.num);
//訪問子類中的num2
System.out.println("Zi num2="+this.num);
}
}
class Demo5
{
public static void main(String[] args)
{
Zi z = new Zi(); //創建子類對象
z.show(); //調用子類中的show方法
}
}
1.5 繼承-子父類中成員方法特點-重寫&應用
l 子父類中成員方法的特點
當在程序中通過對象調用方法時，會先在子類中查找有沒有對應的方法，若子類中存在就會執行子類中的方法，若子類中不存在就會執行父類中相應的方法。
看如下代碼：
class Fu{
public void show(){
System.out.println("Fu類中的show方法執行");
}
}
class Zi extends Fu{
public void show2(){
System.out.println("Zi類中的show2方法執行");
}
}
public class Test{
public static void main(String[] args) {
Zi z = new Zi();
z.show(); //子類中沒有show方法，但是可以找到父類方法去執行
z.show2();
}
}
l 成員方法特殊情況——覆蓋
子類中出現與父類一模一樣的方法時，會出現覆蓋操作，也稱為override重寫、復寫或者覆蓋。
class Fu
{
public void show()
{
System.out.println("Fu show");
}
}
class Zi extends Fu
{
//子類復寫了父類的show方法
public void show()
{
System.out.println("Zi show");
}
}
l 方法重寫（覆蓋）的應用：
當子類需要父類的功能，而功能主體子類有自己特有內容時，可以重寫父類中的方法，這樣，即沿襲了父類的功能，又定義了子類特有的內容。
舉例：比如手機，當描述一個手機時，它具有發短信，打電話，顯示來電號碼功能，後期由於手機需要在來電顯示功能中增加顯示姓名和頭像，這時可以重新定義一個類描述智能手機，並繼承原有描述手機的類。並在新定義的類中覆蓋來電顯示功能，在其中增加顯示姓名和頭像功能。
在子類中，訪問父類中的成員方法格式：
super.父類中的成員方法();
看如下代碼：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new NewPhone().showNum();
}
}
//手機類
class Phone{
public void sendMessage(){
System.out.println("發短信");
}
public void call(){
System.out.println("打電話");
}
public void showNum(){
System.out.println("來電顯示號碼");
}
}
//智能手機類
class NewPhone extends Phone{
//覆蓋父類的來電顯示號碼功能，並增加自己的顯示姓名和圖片功能
public void showNum(){
//調用父類已經存在的功能使用super
super.showNum();
//增加自己特有顯示姓名和圖片功能
System.out.println("顯示來電姓名");
System.out.println("顯示頭像");
}
}
1.6 方法重寫的註意事項
重寫需要註意的細節問題：
l 子類方法覆蓋父類方法，必須要保證權限大於等於父類權限。
class Fu(){
void show(){}
public void method(){}
}
class Zi() extends Fu{
public void show(){} //編譯運行沒問題
void method(){} //編譯錯誤
}
l 寫法上稍微註意:必須一模一樣:方法的返回值類型 方法名 參數列表都要一樣。
總結：當一個類是另一個類中的一種時，可以通過繼承，來繼承屬性與功能。如果父類具備的功能內容需要子類特殊定義時，進行方法重寫。
第2章 抽象類
2.1 抽象類-產生
當編寫一個類時，我們往往會為該類定義一些方法，這些方法是用來描述該類的功能具體實現方式，那麽這些方法都有具體的方法體。
但是有的時候，某個父類只是知道子類應該包含怎麽樣的方法，但是無法準確知道子類如何實現這些方法。比如一個圖形類應該有一個求周長的方法，但是不同的圖形求周長的算法不一樣。那該怎麽辦呢？
分析事物時，發現了共性內容，就出現向上抽取。會有這樣一種特殊情況，就是方法功能聲明相同，但方法功能主體不同。那麽這時也可以抽取，但只抽取方法聲明，不抽取方法主體。那麽此方法就是一個抽象方法。
描述JavaEE工程師：行為：工作。
描述Android工程師：行為：工作。
JavaEE工程師和Android工程師之間有共性，可以進行向上抽取。抽取它們的所屬共性類型：研發部員工。由於JavaEE工程師和Android工程師都具有工作功能，但是他們具體工作內容卻不一樣。這時在描述研發部員工時，發現了有些功能（工作）不具體，這些不具體的功能，需要在類中標識出來，通過java中的關鍵字abstract(抽象)。
當定義了抽象函數的類也必須被abstract關鍵字修飾，被abstract關鍵字修飾的類是抽象類。
2.2 抽象類&抽象方法的定義
抽象方法定義的格式：
public abstract 返回值類型 方法名(參數);
抽象類定義的格式：
abstract class 類名 {
}
看如下代碼：
//研發部員工
abstract class Developer {
public abstract void work();//抽象函數。需要abstract修飾，並分號;結束
}
//JavaEE工程師
class JavaEE extends Developer{
public void work() {
System.out.println("正在研發淘寶網站");
}
}
//Android工程師
class Android extends Developer {
public void work() {
System.out.println("正在研發淘寶手機客戶端軟件");
}
}
2.3 抽象類的特點：
1、抽象類和抽象方法都需要被abstract修飾。抽象方法一定要定義在抽象類中。
2、抽象類不可以直接創建對象，原因：調用抽象方法沒有意義。
3、只有覆蓋了抽象類中所有的抽象方法後，其子類才可以創建對象。否則該子類還是一個抽象類。
之所以繼承抽象類，更多的是在思想，是面對共性類型操作會更簡單。
2.4 抽象類的細節問題：
1、抽象類一定是個父類？
是的，因為不斷抽取而來的。
2、抽象類中是否可以不定義抽象方法。
是可以的，那這個抽象類的存在到底有什麽意義呢？不讓該類創建對象,方法可以直接讓子類去使用
3、抽象關鍵字abstract不可以和哪些關鍵字共存？
l 1、private：私有的方法子類是無法繼承到的，也不存在覆蓋，而abstract和private一起使用修飾方法，abstract既要子類去實現這個方法，而private修飾子類根本無法得到父類這個方法。互相矛盾。
l 2、final，暫時不關註，後面學
l 3、static，暫時不關註，後面學
第3章 綜合案例---員工類系列定義
3.1 案例介紹
某IT公司有多名員工，按照員工負責的工作不同，進行了部門的劃分（研發部員工、維護部員工）。研發部根據所需研發的內容不同，又分為JavaEE工程師、Android工程師；維護部根據所需維護的內容不同，又分為網絡維護工程師、硬件維護工程師。
公司的每名員工都有他們自己的員工編號、姓名，並要做它們所負責的工作。
l 工作內容
l JavaEE工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在研發淘寶網站
l Android工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在研發淘寶手機客戶端軟件
l 網絡維護工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在檢查網絡是否暢通
l 硬件維護工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在修復打印機
請根據描述，完成員工體系中所有類的定義，並指定類之間的繼承關系。進行XX工程師類的對象創建，完成工作方法的調用。
3.2 案例分析
l 根據上述部門的描述，得出如下的員工體系圖
l 根據員工信息的描述，確定每個員工都有員工編號、姓名、要進行工作。則，把這些共同的屬性與功能抽取到父類中（員工類），關於工作的內容由具體的工程師來進行指定。
l 工作內容
l JavaEE工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在研發淘寶網站
l Android工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在研發淘寶手機客戶端軟件
l 網絡維護工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在檢查網絡是否暢通
l 硬件維護工程師：員工號為xxx的 xxx員工，正在修復打印機
l 創建JavaEE工程師對象，完成工作方法的調用
3.3 案例代碼實現
l 根據員工體系圖，完成類的定義
定義員工類(抽象類)
public abstract class Employee {
private String id;// 員工編號
private String name; // 員工姓名
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
//工作方法（抽象方法）
public abstract void work();
}
l 定義研發部員工類Developer 繼承 員工類Employee
public abstract class Developer extends Employee {
}
l 定義維護部員工類Maintainer 繼承 員工類Employee
public abstract class Maintainer extends Employee {
}
l 定義JavaEE工程師 繼承 研發部員工類，重寫工作方法
public class JavaEE extends Developer {
@Override
public void work() {
System.out.println("員工號為 " + getId() + " 的 " + getName() + " 員工，正在研發淘寶網站");
}
}
l 定義Android工程師 繼承 研發部員工類，重寫工作方法
public class Android extends Developer {
@Override
public void work() {
System.out.println("員工號為 " + getId() + " 的 " + getName() + " 員工，正在研發淘寶手機客戶端軟件");
}
}
l 定義Network網絡維護工程師 繼承 維護部員工類，重寫工作方法
public class Network extends Maintainer {
@Override
public void work() {
System.out.println("員工號為 " + getId() + " 的 " + getName() + " 員工，正在檢查網絡是否暢通");
}
}
l 定義Hardware硬件維護工程師 繼承 維護部員工類，重寫工作方法
public class Hardware extends Maintainer {
@Override
public void work() {
System.out.println("員工號為 " + getId() + " 的 " + getName() + " 員工，正在修復打印機");
}
}
l 在測試類中，創建JavaEE工程師對象，完成工作方法的調用
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//創建JavaEE工程師員工對象
JavaEE ee = new JavaEE();
//設置該員工的編號
ee.setId("000015");
//設置該員工的姓名
ee.setName("小明");
//調用該員工的工作方法
ee.work();
}
}
第4章 總結
4.1 知識點總結
l 繼承：是指在一個現有類的基礎上去構建一個新的類，構建出來的新類被稱作子類，現有類被稱作父類，子類會自動擁有父類所有
l 繼承的好處：可繼承的屬性和方法。
l
提高了代表的可維護性
提高了代碼的復用性
讓類與類之間產生了繼承關系
l 繼承的弊端：
類與類之間的耦合度過高
l 繼承特點：
java中類只能夠單繼承，不能多繼承，可以多層繼承
class Yy extends Object {}
class Fu extends Yy{}
class Zi extends Fu {}
所有的類都直接或者間接的繼承了 Object類，Object類稱為祖宗類
l 繼承的註意事項：
1，使用關鍵字 extends 讓類與類之間 產生繼承關系
2, 父類私有的成員，子類不能繼承，因為根本看不到
3，不能為了繼承某個功能而隨意進行繼承操作， 必須要符合 is a 的關系
蘋果 is a 水果
男人 is a 人
狗 is a 人 ， 這種情況就不能繼承了
l 繼承中的成員變量關系：
不同名的變量：
子類直接繼承使用
同名的變量：
默認訪問的是子類自己的成員變量, 想訪問父類中的同名變量，請使用 super.成員變量;
l 繼承中的成員方法關系：
不同名的方法：
子類直接繼承使用
同名的方法：
默認訪問的是子類自己的成員方法，想訪問父類中的同名方法，請使用 super.成員方法();
l super:用來表示當前對象中包含的父類對象空間的引用
調用父類的成員變量：
super.成員變量;
調用方法的成員方法:
super.成員方法();
l 方法重寫(override)：指 在子父類中，出現了方法聲明相同的情況，也叫做方法覆蓋，方法復寫
l 方法重寫的註意事項：
1， 子類的方法聲明要與父類相同
2, 子類要重寫方法的方法，方法的權限修飾符不能比父類的更低
l 3, 父類私有的方法，子類不能夠進行方法重寫
l 方法重載(overload)：指 在同一個類中，多個方法名稱相同，它們的參數列表不同(個數不同，數據類型不同)
l 抽象
l 抽象方法： 方法只有聲明部分，沒有方法體
l 抽象類： 包含抽象方法的類，一定是抽象類
使用 abstract 修飾的類，是抽象類
l 抽象類的特點：
1，抽象類與抽象方法都必須使用 abstract來修飾
2，抽象類不能直接創建對象
3，抽象類中可以有抽象方法，也可以沒有抽象方法
4，抽象類的子類
a，實現了抽象方法的具體類
b，抽象類
l 抽象類面試題：
1，抽象類中是否可以沒有抽象方法？如果可以，那麽，該類還定義成抽象類有意義嗎？為什麽？
可以沒有抽象方法，有意義，不會讓其他人直接創建該類對象
Java面向對象（繼承、抽象類）