Java之封装继承多态

封装

在面向对象程式设计方法中，封装(Encapsulation)是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法。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外部类定义的代码随机访问。要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

封装的优点

良好的封装能够减少耦合。
类内部的结构可以自由修改。
可以对成员变量进行更精确的控制。
隐藏信息，实现细节。

为什么要封装

封装符合面向对象设计原则的第一条：单一性原则，一个类把自己该做的事情封装起来，而不是暴露给其他类去处理，当内部的逻辑发生变化时，外部调用不用因此而修改，他们只调用开放的接口，而不用去关心内部的实现。

如何实现Java封装

修改属性的可见性来限制对属性的访问（一般限制为private），例如：
1
2
3
4
public class Person {
private String name;
private int age;
}
这段代码中，将 name 和 age 属性设置为私有的，只能本类才能访问，其他类都访问不了，如此就对信息进行了隐藏。

对每个值属性提供对外的公共方法访问，也就是创建一对赋取值方法，用于对私有属性的访问，例如：

public class Person{
    private String name;
    private int age;
    
    public int getAge(){
      return age;
    }

    public String getName(){
      return name;
    }

    public void setAge(int age){
      this.age = age;
    }

    public void setName(String name){
      this.name = name;
    }
}

采用 this 关键字是为了解决实例变量（private String name）和局部变量（ setName(String name)中的name变量）之间发生的同名的冲突。

Java封装使用实例

封装类：

public class EncapTest{
 
   private String name;
   private String idNum;
   private int age;
 
   public int getAge(){
      return age;
   }
 
   public String getName(){
      return name;
   }
 
   public String getIdNum(){
      return idNum;
   }
 
   public void setAge( int newAge){
      age = newAge;
   }
 
   public void setName(String newName){
      name = newName;
   }
 
   public void setIdNum( String newId){
      idNum = newId;
   }
}

以上实例中 public 方法是外部类访问该类成员变量的入口。通常情况下，这些方法被称为 getter 和 setter 方法。因此，任何要访问类中私有成员变量的类都要通过这些 getter 和 setter 方法。通过如下的例子说明 EncapTest 类的变量怎样被访问：

public class RunEncap{
   public static void main(String args[]){
      EncapTest encap = new EncapTest();
      encap.setName("James");
      encap.setAge(20);
      encap.setIdNum("12343ms");
 
      System.out.print("Name : " + encap.getName()+ 
                             " Age : "+ encap.getAge());
    }
}
/*Output:
Name : James Age : 20
*/

继承

继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。继承需要符合的关系是：is-a，父类更通用，子类更具体。

Java 的类可以分为三类：

类：使用 class 定义，没有抽象方法
抽象类：使用 abstract class 定义，可以有也可以没有抽象方法
接口：使用 inerface 定义，只能有抽象方法

在这三个类型之间存在如下关系：

类可以 extends：类、抽象类（必须实现所有抽象方法），但只能 extends 一个，可以 implements 多个接口（必须实现所有接口方法）
抽象类可以 extends：类，抽象类（可全部、部分、或者完全不实现父类抽象方法），可以 implements 多个接口（可全部、部分、或者完全不实现接口方法）
接口只能 extends 一个接口

继承以后子类可以得到什么：

子类拥有父类非 private 的属性和方法
子类可以添加自己的方法和属性，即对父类进行扩展
子类可以重新定义父类的方法，即多态里面的覆盖，后面会详述

类的继承格式

在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：

class 父类 {
}
 
class 子类 extends 父类 {
}

继承类型

继承的特性

子类拥有父类非private的属性，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。
子类可以用自己的方式实现父类的方法。
Java的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如A类继承B类，B类继承C类，所以按照关系就是C类是B类的父类，B类是A类的父类，这是java继承区别于C++继承的一个特性。
提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。

继承的关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承 object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends 关键字：在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。
implements 关键字：使用 implements 关键字可以变相的使 java 具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）。
super 关键字：我们可以通过 super 关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。
this 关键字：指向自己的引用。
final 关键字：final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的，即最终类；或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写。实例变量也可以被定义为 final，被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final，但是实例变量并不是 final。

关于继承中的构造器

子类是不继承父类的构造器（构造方法或者构造函数）的，它只是调用（隐式或显式）。如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。

class SuperClass {
  private int n;
  SuperClass(){
    System.out.println("SuperClass()");
  }
  SuperClass(int n) {
    System.out.println("SuperClass(int n)");
    this.n = n;
  }
}
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass(){
    super(300);
    System.out.println("SubClass");
  }  
  
  public SubClass(int n){
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    SubClass sc = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(200); 
  }
}
/*Output:
SuperClass(int n)
SubClass
SuperClass()
SubClass(int n):200
*/

多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作。多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。

多态存在的三个必要条件

继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。
向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。比如：
1
Parent p = new Child();

多态中的方法

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。

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。

多态的实现

继承

基于继承的实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写，多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为。

对于引用子类的父类类型，在处理该引用时，它适用于继承该父类的所有子类，子类对象的不同，对方法的实现也就不同，执行相同动作产生的行为也就不同。

如果父类是抽象类，那么子类必须要实现父类中所有的抽象方法，这样该父类所有的子类一定存在统一的对外接口，但其内部的具体实现可以各异。这样我们就可以使用顶层类提供的统一接口来处理该层次的方法。
接口

继承是通过重写父类的同一方法的几个不同子类来体现的，
接口就是通过实现接口并覆盖接口中同一方法的不同的类体现的。

在接口的多态中，指向接口的引用必须指定是实现了该接口的一个类的实例程序，在运行时，根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。

继承都是单继承，只能为一组相关的类提供一致的服务接口。但是接口可以是多继承多实现，它能够利用一组相关或者不相关的接口进行组合与扩充，能够对外提供一致的服务接口。所以它相对于继承来说有更好的灵活性。

多态的经典实例

// 传入参数的类型不同，使用的方法也不同，可传入D or A，输出AD or AA
public class A { 
	public String show(D obj) {  
    	return ("A and D");  
    }  
  	public String show(A obj) {  
        return ("A and A");  
    }
}  

//B继承自A，可传入B or A，输出BB or BA
public class B extends A{  
    public String show(B obj){  
        return ("B and B");  
    }  

    public String show(A obj){  
        return ("B and A");  
    }   
}  

//C继承自B
public class C extends B{  

}  

//D继承自B
public class D extends B{  

}  

public class Test {  
    public static void main(String[] args) {  
        A a1 = new A();  
        A a2 = new B();  
        B b = new B();  
        C c = new C();  
        D d = new D();  

        System.out.println("1--" + a1.show(b));  
        System.out.println("2--" + a1.show(c));  
        System.out.println("3--" + a1.show(d));  
        System.out.println("4--" + a2.show(b));  
        System.out.println("5--" + a2.show(c));  
        System.out.println("6--" + a2.show(d));  
        System.out.println("7--" + b.show(b));  
        System.out.println("8--" + b.show(c));                                                 System.out.println("9--" + b.show(d));//B b = new B(); ，B中无Show（D），所以看super父类A，A中有SHow（D），所以输出AD    
    }  
}
/*Output:
1--A and A  
2--A and A  
3--A and D  
4--B and A  
5--B and A  
6--A and D  
7--B and B  
8--B and B  
9--A and D
*/

Java之封装 继承 多态

Java之封装 继承 多态

封装

封装的优点

为什么要封装

如何实现Java封装

Java封装使用实例

继承

类的继承格式

继承类型

继承的特性

继承的关键字

关于继承中的构造器

多态

多态存在的三个必要条件

多态中的方法

多态的实现

多态的经典实例

Java之封装继承多态

Java之封装继承多态