Java程序設(shè)計任務(wù)驅(qū)動式教程-任務(wù)九-子承父業(yè)(繼承和多態(tài)的使用)

Java程序設(shè)計任務(wù)驅(qū)動式教程主編：孫修東、王永紅高職高專規(guī)劃示范教材北京航空航天大學(xué)出版社1目錄任務(wù)一搭建環(huán)境（構(gòu)建Java集成開發(fā)環(huán)境）任務(wù)二Java歡迎你（開發(fā)簡單Java應(yīng)用程序任務(wù)三小試牛刀（學(xué)習(xí)Java語言基礎(chǔ)）任務(wù)四挑戰(zhàn)選擇（使用分支控制流程）任務(wù)五游戲人生（使用循環(huán)控制流程）任務(wù)六回歸自然（創(chuàng)建、使用類和對象）任務(wù)七3G時代的消息傳遞(定義和使用類方法)任務(wù)八保護(hù)你的隱私（封裝的使用）任務(wù)九子承父業(yè)（繼承和多態(tài)的使用）任務(wù)十上帝萬能之手（接口的使用）2精選2021版課件任務(wù)十一用數(shù)組存儲信息（使用數(shù)組）任務(wù)十二使用字符串進(jìn)行交流（使用字符串）任務(wù)十三防患于未然（捕獲并處理異常）任務(wù)十四主動出擊（拋出異常）任務(wù)十五認(rèn)識JavaApplet（Applet入門）任務(wù)十六豐富多彩的Applet（在Applet中播放聲音和顯示圖像）任務(wù)十七進(jìn)入Windows世界（設(shè)計圖形用戶界面）任務(wù)十八布局規(guī)劃（使用布局管理器）任務(wù)十九事件委托處理（如何處理事件）任務(wù)二十選擇之道（使用選擇控件和選擇事件）目錄3精選2021版課件任務(wù)二十一簡明清晰的菜單(使用菜單和其他常用事件）任務(wù)二十二訪問數(shù)據(jù)（使用JDBC連接數(shù)據(jù)庫）任務(wù)二十三訪問數(shù)據(jù)升級（數(shù)據(jù)庫編程）任務(wù)二十四文件管理（目錄與文件管理）任務(wù)二十五順序進(jìn)出之道（文件的順序訪問）任務(wù)二十六隨機進(jìn)出之道（文件的隨機訪問）任務(wù)二十七JAVA的分身術(shù)（創(chuàng)建和啟動線程）任務(wù)二十八線程的生命周期與優(yōu)先級(線程的狀態(tài)與調(diào)度)任務(wù)二十九基于連接的通信（Java中的套接字Socket）任務(wù)三十基于無連接的通信（Java中的數(shù)據(jù)報編程）目錄4精選2021版課件任務(wù)九子承父業(yè)（繼承和多態(tài)的使用）

21知識目標(biāo)能力目標(biāo)繼承的概念；繼承關(guān)鍵字；父類與子類之間的關(guān)系，super關(guān)鍵字。多態(tài)的概念；靜態(tài)多態(tài)，動態(tài)多態(tài)；多態(tài)的實現(xiàn)。最終類和抽象類。掌握繼承的實現(xiàn)；掌握super關(guān)鍵字；掌握多態(tài)的實現(xiàn)。5精選2021版課件內(nèi)容提要4跟我做：汽車的分類關(guān)系

1235實現(xiàn)方案

代碼分析必備知識

動手做一做

6精選2021版課件9.1跟我做：汽車的分類關(guān)系

任務(wù)情景汽車是一般的交通工具，具有車類型、品牌、引擎數(shù)量、外觀顏色等屬性，能夠發(fā)動、加速、剎車、停車等功能。汽車又可分為公共汽車、出租車、卡車等。公共汽車具有自己的第幾路編號、最大載客數(shù)量屬性，能夠報站。出租車具有所屬公司、最大載客數(shù)量屬性，能夠給乘客打發(fā)票?？ㄜ嚲哂凶畲筝d重量屬性，能夠卸貨。請編寫Vehicle汽車類、Bus公共汽車類。Taxi類和Truck類待學(xué)完本任務(wù)后自行完成。運行結(jié)果第1章目錄7精選2021版課件問題分析回憶任務(wù)六中定義類的三個步驟，先定義類名，再編寫類的屬性，最后編寫類的方法。本任務(wù)采用這三個步驟，編寫好代碼后，我們很快就會發(fā)現(xiàn)，Vehicle汽車類和Bus公共汽車類出現(xiàn)了許多相同的語句代碼。在屬性方面，都包含了車類型、品牌、引擎數(shù)量、外觀顏色重復(fù)的信息定義，在功能上都有發(fā)動、加速、剎車、停車等重復(fù)的行為定義。汽車、公共汽車的成員變量和成員方法對照請見圖9-2?，F(xiàn)在，我們換個思路考慮。汽車是一般性的概念，它包含的成員變量和成員方法，在公共汽車、出租車、卡車中也具有，因為公共汽車是一種汽車，出租車、卡車也是一種汽車，只不過公共汽車、出租車、卡車是一種更具體的汽車，除了汽車的公共特性外，還有自己的特有性質(zhì)。經(jīng)過分析，采取如下措施，在定義類時，將公共汽車類、出租車類、卡車類中相同的屬性和方法抽象出來，集中放在汽車類中，形成一種共享的機制，公共汽車類、出租車類、卡車類中只放自己特有的成員變量和成員方法，減少重復(fù)代碼。這樣的汽車類稱為父類，公共汽車類、出租車類、卡車類稱為子類。子類繼承父類的非私有成員變量和成員方法。第1章目錄9.2實現(xiàn)方案

8精選2021版課件解決步驟1.打開Eclipse，在study項目中創(chuàng)建包com.task09，再確定類名Vehicle，得到類的框架。packagecom.task09;publicclassVehicle{ }2.然后，進(jìn)行類的屬性描述，只輸入抽象出來的共有的成員變量String type; Stringbrand;

int

engineNum; Stringcolor;3.接著，定義類的構(gòu)造方法：

publicVehicle()publicVehicle(String

type,Stringbrand,int

engineNum,Stringcolor)4.再定義抽象出來的共有的方法：

//發(fā)動、加速、剎車、停車

publicvoidstart() publicvoidaccelerate() publicvoidbrake() publicvoidstop()9.2實現(xiàn)方案

9精選2021版課件5.定義Bus類。Bus類作為更具體的子類，只定義自己特有的性質(zhì)。父類Vehicle類已有的成員變量和成員方法不再定義。publicclassBusextends

Vehicle{ //加上extends關(guān)鍵字和父類名Vehicle //公共汽車具有自己的最大載客數(shù)量、第幾路編號屬性

intmaxLoad; //特有的成員變量

StringbusNo; /** *構(gòu)造方法 */ publicBus() …… publicBus(intmaxLoad,StringbusNo) …… //報站

publicvoidannounceBusStop() //特有的成員方法……}6.定義VehicleTest測試類，運行程序。對Vehicle類、Bus類的繼承關(guān)系進(jìn)行測試，Bus類能否訪問父類的成員變量，能否調(diào)用父類的成員方法。

Busbus=newBus("子類公共汽車","女神",2,"白色",50,"9路"); bus.start(); //調(diào)用父類的成員方法

bus.announceBusStop(); //公共汽車報站9.2實現(xiàn)方案

10精選2021版課件程序代碼見書上源碼第1章目錄9.3代碼分析

11精選2021版課件9.3代碼分析

應(yīng)用擴(kuò)展Bus類繼承了Vehicle類后，在發(fā)動、加速、剎車、停車功能上加上自己的特性，就要重寫這四個方法。重寫形成了多態(tài)。Bus類升級新增方法如下：//發(fā)動、加速、剎車、停車

publicvoidstart(){

System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+"引擎"+color+"汽車發(fā)動"); } publicvoidaccelerate(){

System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+"引擎"+color+"汽車加速"); } publicvoidbrake(){

System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+"引擎"+color+"汽車剎車"); } publicvoidstop(){

System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+"引擎"+color+"汽車停車"); }第1章目錄12精選2021版課件9.4必備知識

9.4.1類的繼承1.繼承的概念由一個已有類定義一個新類，稱為新類繼承了已有類。已有類稱為父類，新類稱為子類。例如，汽車類是父類，公共汽車類、出租車類、卡車類是子類。通過子類繼承父類，子類具有父類的一般特性，包括非私有的屬性和行為。子類還可以增加自身特性，定義新的屬性和行為，甚至可以重新定義父類中的屬性和方法，擴(kuò)展類的功能。例如，汽車類具有車類型、品牌、引擎數(shù)量、外觀顏色，能夠發(fā)動、加速、剎車、停車等一般特性。作為子類的公共汽車類、出租車類、卡車類繼承了父類的這些特性，另外，新增了自己的特性，公共汽車具有自己的第幾路編號、最大載客數(shù)量屬性，能夠報站。出租車具有所屬公司、最大載客數(shù)量屬性，能夠給乘客打發(fā)票。卡車具有最大載重量屬性，能夠卸貨。公共汽車類還重新定義了父類的發(fā)動、汽車公共汽車出租車卡車

加速、剎車、停車功能。第1章目錄汽車公共汽車出租車卡車圖9-2汽車又可分為公共汽車、出租車、卡車13精選2021版課件怎樣判斷類與類之間具有繼承關(guān)系呢？汽車具有一般特性，公共汽車、出租車、卡車是一種汽車，具有更具體的特性，符合is-a關(guān)系。根據(jù)這種原則，確定汽車是父類，公共汽車、出租車、卡車是子類。父類更通用、子類更具體。再看一看人、消費者和經(jīng)銷商關(guān)系。人具有姓名、年齡屬性，能夠說話。消費者、經(jīng)銷商是一種人，具有姓名、年齡屬性，能夠說話。消費者還能夠購物、付費，經(jīng)銷商能夠進(jìn)貨、收費，具有更具體的特性。符合is-a關(guān)系。所以，人是父類，消費者和經(jīng)銷商是子類。第1章目錄9.4必備知識14精選2021版課件2.繼承的意義在定義汽車類、公共汽車類、出租車類、卡車類時，通過分析了解到，汽車類和其他車類之間的重復(fù)代碼太多，具有許多相同的成員變量和成員方法，既增加了程序員的工作量，降低編程效率，也違背了Java語言的“writeonce,onlyonce”的原則。如果把所有子類中相同的代碼都抽取到父類中，建立繼承關(guān)系，讓子類自動繼承父類的屬性和方法，那么子類中就省去重復(fù)代碼。例如，在汽車類、公共汽車類、出租車類、卡車類建立了繼承關(guān)系后，公共汽車類、出租車類、卡車類中相同的代碼，包括成員變量定義和方法的定義，抽取到汽車類中，子類中不再進(jìn)行重復(fù)定義，程序的有效實現(xiàn)代碼得到復(fù)用。因此，使用繼承提高代碼的復(fù)用性。9.4必備知識15精選2021版課件3.繼承的實現(xiàn)繼承的實現(xiàn)分兩個步驟：⑴定義父類父類可以是系統(tǒng)類，也可以是自定義類。如果是系統(tǒng)類，該步驟可以省略。在父類中只定義一些通用的屬性與方法，例如：Vehicle汽車類只定義了車類型、品牌、引擎數(shù)量、外觀顏色屬性，以及發(fā)動、加速、剎車、停車行為。String type; //車類型、品牌、引擎數(shù)量、外觀顏色屬性

Stringbrand; intengineNum; Stringcolor; publicvoidstart() //發(fā)動、加速、剎車、停車行為

publicvoidaccelerate() publicvoidbrake() publicvoidstop()9.4必備知識16精選2021版課件⑵定義子類子類定義格式：[類修飾符]class子類名extends

父類名{}extends關(guān)鍵字表示一個類繼承了另一個類。例如，Bus公共汽車類繼承Vehicle汽車類。publicclassBusextends

Vehicle{ //父類名只能有一個}然后，定義子類特有的成員變量和成員方法。例如，Bus公共汽車類作為子類，新增了自己的特性。

intmaxLoad; //子類特有的屬性

StringbusNo; publicvoidannounceBusStop(){ //報站，子類特有的方法

System.out.println(busNo+"公共汽車報站"); }注意：一個子類只能繼承一個父類，即單繼承。但一個父類可以有多個子類。9.4必備知識17精選2021版課件改錯：下面繼承定義有哪些錯誤？/***人（Person）具有姓名（name）、年齡屬性（age），能夠說話（talk）。*消費者（Customer）具有姓名（name）、年齡屬性（age），能夠說話（talk），還能夠購物（shop）。*/publicclassPerson{ Stringname; intage; publicvoidtalk(){ System.out.println(name+"說話"); }}publicclasspersonextendsCustomer,Shop{Stringname;publicvoidtalk(){ System.out.println(name+"說話");}privatevoidshop(){ System.out.println(name+"購物");}}提示：有5個錯誤。9.4必備知識18精選2021版課件4.子類與父類的關(guān)系定義子類之后，父類與子類之間就產(chǎn)生了一些特殊的關(guān)系，在代碼編寫上會受到影響，程序員必須清楚。⑴子類自動繼承父類的屬性和方法，但不能繼承訪問權(quán)限為private的成員變量和成員方法。例如：父類Vehicle中有一私有成員變量和一私有成員方法：privateStringcolor; //父類中私有成員變量privatevoidstart() //父類中私有成員方法子類Bus中，按如下方式對父類成員變量和成員方法進(jìn)行訪問，將會出錯。color="銀灰色"; //子類中訪問父類中私有成員變量，出錯start(); //子類中調(diào)用父類中私有成員方法，出錯當(dāng)我們將父類Vehicle中private改為缺省時，子類Bus中訪問順利完成。Stringcolor; //父類中private改為缺省voidstart() //父類中private改為缺?、谱宇愔锌梢远x特定的屬性和方法。例如，在子類Bus中，增加售票員（conductor）屬性，和開門open()方法：Stringconductor;voidopen(){ ……}9.4必備知識19精選2021版課件⑶子類中方法重寫。所謂方法重寫就是子類定義的方法和父類的方法具有相同的名稱、參數(shù)列表、返回類型和訪問修飾符。例如，父類Vehicle中有如下方法：publicvoidaccelerate(){ System.out.println(type+brand+engineNum+"引擎"+color+"汽車加速");}在子類Bus中，新增自己的加速accelerate()方法，這就是方法重寫。publicvoidaccelerate(){ //方法重寫

super.accelerate(); System.out.println("這是子類Bus中的重寫方法");}方法重寫會隱藏父類的同名方法。也就是說，在子類Bus中，如果調(diào)用accelerate()方法，將不再是調(diào)用父類的accelerate()方法，而是子類Bus中的方法。子類的屬性與父類的屬性相同時，也會出現(xiàn)隱藏的現(xiàn)象。9.4必備知識20精選2021版課件⑷super關(guān)鍵字與this關(guān)鍵字出現(xiàn)隱藏現(xiàn)象后，如果需要使用父類的成員屬性和成員方法，可以通過使用super關(guān)鍵字。例如，在子類Bus中，調(diào)用父類的accelerate()方法：super.accelerate(); //super指當(dāng)前對象的父對象如果用this關(guān)鍵字，則表示調(diào)用當(dāng)前對象的accelerate()方法：this.accelerate(); //this指當(dāng)前對象通過使用super關(guān)鍵字與this關(guān)鍵字，可以很顯式地區(qū)分開調(diào)用的是當(dāng)前對象的成員，還是父對象的成員。另外，當(dāng)方法體中定義的變量，或方法的形式參數(shù)與對象的成員變量名相同，也必須用this關(guān)鍵字指明當(dāng)前對象的成員變量。9.4必備知識21精選2021版課件⑸子類的構(gòu)造方法子類不能繼承父類的構(gòu)造方法，因為父類的構(gòu)造方法用來創(chuàng)建父類對象，子類需定義自己的構(gòu)造方法，創(chuàng)建子類對象。子類的構(gòu)造方法中，通過super關(guān)鍵字調(diào)用父類的構(gòu)造方法。例如，在子類Bus的構(gòu)造方法中，用如下語句實現(xiàn)了對父類構(gòu)造方法的調(diào)用：super(); //調(diào)用父類的無參構(gòu)造方法super(type,brand,engineNum,color); //調(diào)用父類的帶參構(gòu)造方法注意：super([參數(shù)]);必須是子類構(gòu)造方法的第一條語句。如果該語句省略，則會自動調(diào)用父類無參構(gòu)造方法。因為子類創(chuàng)建對象時，先創(chuàng)建父類對象，再創(chuàng)建子類對象。如果需要調(diào)用當(dāng)前類中的構(gòu)造方法，用this關(guān)鍵字。例如，在子類Bus的構(gòu)造方法中，用如下語句實現(xiàn)了對當(dāng)前類中的構(gòu)造方法的調(diào)用：this(40,“8路”); //調(diào)用當(dāng)前類中的帶參構(gòu)造方法9.4必備知識22精選2021版課件5.根類Object在Java中，所有的類都是通過直接或間接地繼承java.lang.Object類得到的，Object類是一切類的祖先，稱為根類。當(dāng)定義類，而沒有使用extends關(guān)鍵字時，表示所定義類的父類為Object類，這是Java中的一種特別約定。根類Object類的方法如clone()、equals(obj)、finalize()、getClass()、hashCode()、notify()、notifyAll()、toString()、wait()等，子類都可以通過繼承，進(jìn)行調(diào)用。關(guān)于toString()方法，在任務(wù)六的類的定義中，通過重寫，已經(jīng)多次使用了該方法。9.4必備知識23精選2021版課件9.4.2類的多態(tài)1.多態(tài)的概念多態(tài)是指一個方法聲明的多種實現(xiàn)狀態(tài)，即在程序中同名的不同方法共存，調(diào)用者只需要使用同一個方法名，系統(tǒng)會根據(jù)不同情況，調(diào)用相應(yīng)的方法，從而實現(xiàn)不同的功能。簡而言之，多態(tài)性即“一個名字，多個方法”。例如，父類Vehicle中有如下方法：publicvoidaccelerate(){ ……}在子類Bus中，也有accelerate()方法：publicvoidaccelerate(){ //方法重寫

……}在程序中同名的不同方法共存，形成了多態(tài)。2.多態(tài)的意義在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中，多態(tài)是具有表現(xiàn)多種形態(tài)的能力的特征，有時需要利用方法的重名，提高程序的抽象度和簡潔性，以及程序的可擴(kuò)展性及可維護(hù)性。例如使用多態(tài)之后，當(dāng)需要增加新的子類PoliceCar警車類時，無需更改父類Vehicle，代碼得到了擴(kuò)展，維護(hù)起來也方便。9.4必備知識24精選2021版課件3.多態(tài)的分類多態(tài)分為靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)。靜態(tài)多態(tài)指通過同一個類中的方法重載實現(xiàn)的多態(tài)，動態(tài)多態(tài)指通過類與類之間的方法重寫實現(xiàn)的多態(tài)。方法重載參見8.4.4。方法重寫參見本任務(wù)9.4.1類的繼承4.子類與父類的關(guān)系⑶子類中方法重寫部分。靜態(tài)多態(tài)是編譯時多態(tài)，指程序會根據(jù)參數(shù)的不同來調(diào)用相應(yīng)的方法，具體調(diào)用哪個被重載的方法，由編譯器在編譯階段靜態(tài)決定。動態(tài)多態(tài)是運行時多態(tài)，指在運行時根據(jù)調(diào)用該方法的實例的類型來決定調(diào)用哪個重寫方法。靜態(tài)多態(tài)對程序運行更有效率，動態(tài)多態(tài)更具有靈活性。4.多態(tài)的實現(xiàn)多態(tài)通過給同一個方法定義幾個版本來實現(xiàn)的。例如，現(xiàn)有三個類，Grandfather類是Father類的父類，F(xiàn)ather類是Child類的父類。三個類的代碼如下：9.4必備知識25精選2021版課件packagecom.task09;/***Grandfather.java*多態(tài)，本類作為Father的父類*/publicclassGrandfather{

inti; intj; /** *@parami

*@paramj */ publicGrandfather(inti,intj){ this.i=i; this.j=j; } intsmoke(){ System.out.println("Grandfather的方法smoke():"); returni+j; }}9.4必備知識26精選2021版課件packagecom.task09;/***Father.java*多態(tài)，本類作為Grandfather的子類，本類作為Child的父類*/publicclassFatherextendsGrandfather{ /** *@parami *@paramj */ publicFather(inti,intj){ super(i,j); } intdrink(){ System.out.println("Father的方法drink():"); return0; }}9.4必備知識27精選2021版課件packagecom.task09;/***Child.java*多態(tài)，本類作為Father的子類*/publicclassChildextendsFather{ /** *@parami *@paramj */ publicChild(inti,intj){ //子類的構(gòu)造方法

super(i,j); //調(diào)用父類的構(gòu)造方法

} intdrink(){ //重寫了父類的方法

System.out.println("Child重寫的方法drink():"); returni*j; }}packagecom.task09;publicclassGrandfatherTest{ /** *@paramargs */ publicstaticvoidmain(String[]args){ //創(chuàng)建子類的對象，賦給父類對象變量father

Fatherfather=newChild(3,4); //調(diào)用子類Child重寫的drink()方法

System.out.println(father.getClass()+"喝水杯數(shù)"+father.drink());//調(diào)用父類Grandfather的smoke()方法(子類未重寫) System.out.println(father.getClass()+"抽煙支數(shù)"+father.smoke()); }}9.4必備知識28精選2021版課件多態(tài)程序運行結(jié)果見圖9-3。在GrandfatherTest測試類中，首先聲明Father類型的變量father，然后建立Father類的子類Child類的一個實例，并把引用存儲到father中。Java運行時，系統(tǒng)分析該引用是Child類型的一個實例，因此調(diào)用子類Child重寫的drink()方法。因為方法smoke()未被子類Child重寫，所以運行時系統(tǒng)調(diào)用繼承的父類Father的父類Grandfather的smoke()方法。注意：因為子類通過繼承具備了父類的所有屬性（私有屬性除外），所以，凡是要求使用父類對象的地方，都可以用子類對象來代替。對子類的一個實例，運行時系統(tǒng)到底調(diào)用哪一個方法呢？如果子類重寫了父類的方法，則調(diào)用子類的方法；如果子類未重寫父類的方法，則調(diào)用父類的方法。因此，父類對象可以通過引用子類的實例調(diào)用子類的方法。9.4必備知識29精選2021版課件改錯：下面關(guān)于多態(tài)定義有哪些錯誤？父類Grandfather中有如下方法：intsmoke(){ System.out.println("Grandfather的方法smoke():"); returni+j; }子類Father中定義了方法：intsmoke(inti){ System.out.println("Father的方法smoke():"); returni+j;}提示：有1個錯誤。9.4必備知識30精選2021版課件9.4.3最終類和抽象類1.最終類當(dāng)一個類的定義使用了final關(guān)鍵字時，該類稱為最終類。最終類不能有子類，也就是不能被繼承。一般，用來完成某種標(biāo)準(zhǔn)功能的類，例如，系統(tǒng)類String、Byte和Double，或定義已經(jīng)很完美，不需要生成子類的類，通常定義為最終類。最終類的聲明格式：

finalclass類名{……}2.抽象類當(dāng)一個類的定義使用了abstract關(guān)鍵字時，該類稱為抽象類。抽象類是供子類繼承卻不能創(chuàng)建實例的類。抽象類中可以聲明只有方法頭沒有方法體的抽象方法，方法體由子類實現(xiàn)。抽象類提供了方法聲明與方法實現(xiàn)分離的機制，使各子類表現(xiàn)出共同的行為模式。抽象方法在不同的子類中表現(xiàn)出多態(tài)性。抽象類的聲明格式：[public]abstractclass類名{……}9.4必備知識31精選2021版課件在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計時，抽象類一般用于現(xiàn)實世界抽象的概念，例如，食物，水果、交通工具等，我們看不到他們的實例，只能看到他們子類，例如米飯、蘋果、飛機等子類的實例。Java中的java.lang.Number類是抽象類，沒有實例，它是integer和float具體數(shù)字類型的抽象父類。例如，有計算機類Computer和筆記本電腦類Notebook兩個類。Computer為抽象類，Notebook為其實現(xiàn)子類。代碼如下：9.4必備知識32精選202