Java程序設(shè)計基礎(chǔ)與實踐課件Java-7

第7章 Java面向?qū)ο蟮奶卣髦攸c難點

成員的隱藏、重載與覆蓋的知識

接口的聲明與實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握繼承的概念

掌握成員變量的隱藏、成員方法的重載與覆蓋

理解抽象類、最終類的概念及使用場合

掌握接口的相關(guān)知識

理解包的概念

了解Java的常用類庫包7.1典型案例【案例描述】

使用Eclipse編寫程序，定義一個Person類，該類包含姓名、年齡、性別三個屬性，以及設(shè)置姓名、設(shè)置年齡、設(shè)置性別、顯示信息四個成員方法。定義一個Student類，除了以上屬性外，還要增加學(xué)號、專業(yè)兩個屬性，以及一個帶參數(shù)的構(gòu)造方法。設(shè)計一個測試類，定義對象，輸出其信息，運行結(jié)果如圖所示。【運行結(jié)果】7.2繼承

繼承（inheritance）是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的又一個重要特性。繼承體現(xiàn)了類與類之間的一種關(guān)系，即一般與特殊的關(guān)系。繼承就是一種由現(xiàn)有的類創(chuàng)建新類的機制。繼承機制使得新類不僅有被繼承類的全部成員變量和方法，還可以根據(jù)需要增加自己特有的成員變量和方法。通過繼承，可以從已有的類模塊產(chǎn)生新的類模塊，從而使兩個類模塊之間發(fā)生聯(lián)系。7.2.1Java的繼承機制

首先創(chuàng)建一個包括其他許多類共有的成員變量和方法的一般類，然后再通過繼承創(chuàng)建一個或多個新類。由于繼承，這些新類已經(jīng)具有了一般類的成員變量和方法，此時只需再設(shè)計各新類特有的成員變量和方法。由繼承而得到的新類稱為子類（subclass），被繼承的類稱為父類或超類（superclass）。子類直接的上層父類稱作直接父類。

繼承有兩種基本形式：多繼承和單繼承。Java語言只允許單繼承，不允許多繼承。但一個類允許同時擁有多個子類。7.2.2繼承的實現(xiàn)

在類的聲明語句中加入extends關(guān)鍵字和指定的類名即可實現(xiàn)類的繼承。具體格式如下：[修飾符]class子類名extends父類名{

子類體}例如：classSub1extendsSuper{…

}

上例中定義了Sub1類繼承Super類。此時稱Sub1類是Super類的子類，或者說Super類是Sub1類的直接父類，直接父類通常簡稱“父類”。7.2.3成員的訪問和繼承1．成員變量的繼承子類繼承父類成員變量的具體繼承原則如下：（1）如果子類與父類在同一個包中，子類能夠繼承父類中除了聲明為private的成員變量以外的其他成員變量。（2）如果子類與父類不在同一個包中，子類能夠繼承父類中聲明為public和protected的成員變量，不能繼承父類中那些聲明為private和缺省的成員變量。（3）如果子類聲明一個與父類成員變量同名的成員變量，則子類不能繼承父類的同名成員變量。此時稱子類的成員變量隱藏了父類的同名成員變量。7.2.3成員的訪問和繼承2．成員方法的繼承子類繼承父類成員方法的原則類似于子類繼承父類成員變量的原則，具體的繼承原則如下：（1）如果子類與父類在同一個包中，子類能夠繼承父類中除了聲明為private的成員方法以外的其他成員方法。（2）如果子類與父類不在同一個包中，子類能夠繼承父類中那些聲明為public和protected的成員方法，不能繼承父類中那些聲明為private和缺省的成員方法。（3）如果子類方法與父類方法同名，則不能繼承。此時稱子類方法重寫了父類中的同名方法。7.2.3成員的訪問和繼承3．構(gòu)造方法的調(diào)用

父類構(gòu)造方法的引用原則如下：（1）若父類定義了無參數(shù)的構(gòu)造方法，則子類無條件地調(diào)用該構(gòu)造方法。

（2）若子類未定義自己的構(gòu)造方法，則在創(chuàng)建子類對象時，它將默認(rèn)調(diào)用父類的無參數(shù)構(gòu)造方法作為自己的構(gòu)造方法。

（3）若子類定義了自己的構(gòu)造方法，則在創(chuàng)建子類對象時，它將先執(zhí)行其父類的無參數(shù)構(gòu)造方法，然后再執(zhí)行自己的構(gòu)造方法。

（4）若父類定義了有參數(shù)的構(gòu)造方法，則子類可以通過在自己的構(gòu)造方法中使用super關(guān)鍵字來調(diào)用它，但這個調(diào)用語句必須是子類構(gòu)造方法中的第一條可執(zhí)行語句。7.3多態(tài)

多態(tài)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的重要特性，簡單點說就是“一個接口，多種實現(xiàn)”，是指同一種事物表現(xiàn)出多種形態(tài)。編程其實就是一個將具體世界進行抽象化的過程，多態(tài)就是抽象化的一種體現(xiàn)，指把一系列具體事物的共同點抽象出來，再通過這個抽象的事物，與不同的具體事物進行對話。7.3.1多態(tài)的作用

多態(tài)是指一個方法只能有一個名稱，但可以有許多形態(tài)，也就是說程序中可以定義多個同名的方法。（1）可替換性（substitutability）。（2）可擴充性（extensibility）（3）接口性（interfaceability）（4）靈活性（flexibility）（5）簡化性（simplicity）7.3.2成員變量的隱藏

變量的隱藏就是指在子類中定義的變量和父類中定義的變量有相同的名字，或方法中定義的變量和本類中定義的變量同名。在這種情況下，系統(tǒng)采用局部優(yōu)先的原則。

若子類聲明了與父類同名的變量，則父類的變量被隱藏起來，直接使用的是子類的變量，但父類的變量仍占據(jù)空間，可通過super關(guān)鍵字來訪問。

7.3.3成員方法的重寫

在Java中，子類可以繼承父類中的方法，而不需要重新編寫相同的方法。但有時子類并不想原封不動地繼承父類的方法，而是想做一定的修改，這就需要采用方法的重寫。方法重寫又稱方法覆蓋。

如果在子類中命名一個方法，這個方法與父類中的某方法具有相同的方法名、相同的參數(shù)列表、相同的返回值和修飾符，說明子類重寫了父類的方法。子類的對象使用這個方法時，將調(diào)用子類中定義的方法，父類中的定義如同被“屏蔽”了。如需調(diào)用父類中原有的方法，可使用super關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字引用了當(dāng)前類的父類。7.3.4成員方法的重載在Java中，同一個類中的兩個或兩個以上的方法可以有相同的名字，只要它們的參數(shù)聲明不同即可。這種情況被稱為成員方法的重載（overloaded）。方法重載是Java實現(xiàn)多態(tài)的一種方式。當(dāng)一個重載方法被調(diào)用時，Java通過參數(shù)的類型和（或）數(shù)量來判斷實際調(diào)用的是哪個重載方法。因此，每個重載方法的參數(shù)類型和（或）數(shù)量必須是不同的。雖然每個重載方法可以有不同的返回類型，但返回類型并不足以區(qū)分所使用的是哪個方法。當(dāng)Java調(diào)用一個重載方法時，參數(shù)與調(diào)用參數(shù)匹配的方法被執(zhí)行。7.3.4成員方法的重載項目方法重載方法重寫（覆蓋）類的層次針對同一個類中的同名方法針對父類與子類中的同名方法方法名稱各重載方法的名稱必須完全相同被繼承與繼承的方法名稱必須完全相同返回值類型各重載方法的返回值的類型必須完全相同被繼承與繼承的方法的返回值的類型必須完全相同參數(shù)類型各重載方法的參數(shù)類型必須不同被繼承與繼承方法的參數(shù)類型必須完全相同參數(shù)數(shù)目各重載方法的參數(shù)數(shù)目必須不同被繼承與繼承的方法的參數(shù)數(shù)目必須完全相同7.4抽象類和最終類7.4.1抽象類與抽象方法

類是對現(xiàn)實世界中實體的抽象，但我們不能以相同的方法為現(xiàn)實世界中所有的實體做模型，因為現(xiàn)實世界中大多數(shù)的類太抽象而不能獨立存在。定義抽象類的一般格式如下：[訪問控制符]abstractclass類名{//屬性說明

//抽象方法聲明//非抽象方法定義

……}7.4.1抽象類與抽象方法

類中允許定義抽象方法。所謂抽象方法，是指在類中僅僅聲明了類的行為，并沒有真正實現(xiàn)行為的代碼，即只有方法頭、沒有方法體的方法。

聲明抽象方法的一般格式如下：[訪問控制符]abstract數(shù)據(jù)類型方法名([參數(shù)表]);例如：abstractvoiddraw();//聲明類中的draw()方法為抽象方法7.4.2最終類與最終方法

最終類是指不能被繼承的類，即最終類沒有子類。在Java語言中，如果不希望某個類被繼承，可以聲明這個類為最終類。最終類用關(guān)鍵字final來說明。

如果沒有必要創(chuàng)建最終類，而又想保護類中的一些方法不被覆蓋，可以用關(guān)鍵字final來指明那些不能被子類覆蓋的方法，這些方法稱為最終方法。例如：publicclassA{publicfinalvoidf();}

7.5接口7.5.1接口的概念為了彌補Java語言只支持類間單繼承的缺點，Java語言引入了接口（interface）機制，以此來實現(xiàn)類間多重繼承功能。

接口是Java語言的特點之一，在Java中可以把接口看作是一種特殊的抽象類，它只包含常量和抽象方法的定義，而沒有變量和方法的實現(xiàn)，它用來表明一個類必須做什么，而不去規(guī)定它如何做，因此我們可以通過接口表明多個類需要實現(xiàn)的方法。由于接口中沒有具體的實施細(xì)節(jié)，也就沒有和存儲空間的關(guān)聯(lián)，所以可以將多個接口合并起來，由此來達到多重繼承的目的。7.5.2接口的定義與類的結(jié)構(gòu)相似，接口也分為接口聲明和接口體兩部分。定義接口的一般格式如下：[public]interface接口名[extends父接口名列表{//接口體開始//常量數(shù)據(jù)成員的定義

數(shù)據(jù)類型常量名=常數(shù)值;

……//抽象方法的聲明

返回值類型方法名([參數(shù)列表])[throw異常列表];

……} //接口體結(jié)束7.5.2接口的定義說明如下：（1）接口的訪問權(quán)限只有public和缺省類型。（2）interface是聲明接口的關(guān)鍵字，與class類似。（3）接口的命名必須符合標(biāo)識符的規(guī)定，并且接口名必須與文件名相同。（4）允許接口的多重繼承，通過“extends父接口名列表”可以繼承多個接口。（5）對接口體中定義的常量，系統(tǒng)默認(rèn)為是staticfinal修飾的，不需要指定。7.5.3接口的實現(xiàn)

接口的實現(xiàn)，即在實現(xiàn)接口的類中重寫接口中定義的所有方法，書寫方法體代碼，完成方法所規(guī)定的功能。

定義實現(xiàn)接口類的一般格式如下：[訪問控制符][修飾符]class類名[extends父類名]implements接口名列表{[類的成員變量說明] //屬性說明[類的成員方法定義][類的構(gòu)造方法定義] //行為定義/*重寫接口方法*/

接口方法定義 //實現(xiàn)接口方法} //類體結(jié)束標(biāo)志7.6包7.6.1包的概念Java語言提供了把類名空間劃分為容易管理的塊的機制，該機制就是包（package）。包作為Java語言的特點之一，既是一種命名機制，也是一種可見度控制機制?？梢栽诎鼉?nèi)定義類，而且在包外不能訪問該類。

Java語言中的包意指目錄中一組相關(guān)的“.class”文件的集合，也可以說包就是文件夾，其作用是更好地管理Java類和接口。從另一個角度看，包就是類的容器，用來保存劃分的類名空間。例如，一個包允許用戶創(chuàng)建一個名為Counter的類，用戶可以把它保存在自己的包中而不用考慮和其他地方的某個名為Counter的類相沖突。7.6.1包的概念為了區(qū)別于各種平臺，Java語言中采用點號（.）來分隔目錄。使用包不僅可以避免名字的沖突，還可以將大量的類按照功能和用途組織起來，使訪問和查找變得更加方便，從而提供一定的訪問控制。類、方法和域的默認(rèn)訪問權(quán)限是可以在聲明它的包中被訪問。7.6.2包的創(chuàng)建

在Java語言中創(chuàng)建一個包的步驟很簡單，即通過關(guān)鍵字package來聲明包。其格式如下：package包名;package語句作為Java源文件的第1條非空格、非注釋語句，指明該源文件定義的類所在的包。如果在源文件中省略了package語句，則源文件中用戶定義命名的類被隱含地認(rèn)為是無名包的一部分，即源文件中用戶定義命名的類在同一個包中，但該包沒有名字。盡管默認(rèn)包對于規(guī)模較小的程序很好用，但對于實際的中、大型應(yīng)用程序，顯然它是不適用的。多數(shù)情況下，我們需要為自己的代碼定義一個包。7.6.3包的引用

創(chuàng)建了一個包之后，就要對它進行引用。一般來說，可使用import語句導(dǎo)入包中的類。其一般格式如下：import包名.*; //可以使用包中所有的類或

import包名.類名; //只導(dǎo)入包中指定類名的類

在程序中，import語句應(yīng)放在package語句之后，如果沒有package語句，則import語句應(yīng)放在程序開始處。一個程序中可以含有多個import語句，即在一個類中，可以根據(jù)需要引用多個包中的類。7.6.4常用的Java類庫包1．java.lang包

Java語言的核心包，它有Java程序所需要的最基本的類與接口，java.lang