面向對象高級程序相關設計

面向對象高級程序相關設計2主要內容5.1繼承5.2多態(tài)性5.3抽象類和抽象方法5.4接口5.5內部類和匿名類35.1繼承5.1.1創(chuàng)建子類5.1.2成員變量的隱藏和方法的重寫5.1.3super5.1.4對象的上轉型對象45.1.1創(chuàng)建子類繼承是一種由已有的類創(chuàng)建新類的機制。利用繼承,我們可以先創(chuàng)建一個擁有共同屬性的一般類，根據(jù)該一般類再創(chuàng)建具有特殊屬性的新類。由繼承而得到的類稱為子類(subclass)，被繼承的類稱為父類（或叫超類，superclass）。直接或間接被繼承的類都是父類。子類繼承父類的狀態(tài)和行為，同時也可以修改父類的狀態(tài)或重寫父類的行為，并添加新的狀態(tài)和行為。Java中不支持多重繼承。55.1.1創(chuàng)建子類通過在類的聲明中加入extends子句來創(chuàng)建一個類的子類，其格式如下：

classSubClassextendsSuperClass{

……}

上面的代碼把SubClass聲明為SuperClass的直接子類。如果SuperClass又是某個類的子類，則SubClass同時也是該類的(間接)子類。子類可以繼承父類的成員變量和方法。如果缺省extends子句，則該類為的子類。子類可以繼承父類中訪問權限設定為public、protected、default的成員變量和方法。但是不能繼承訪問權限為private的成員變量和方法。65.1.1創(chuàng)建子類75.1.1創(chuàng)建子類PublicclassMammalClass{

Stringname,eyeColor;intage;publicMammalClass(){name=“thename”;eyeColor=“black”;age=0;}}85.1.1創(chuàng)建子類注意，MammalClass類擁有來自于DogClass和CatClass的相同屬性，包括了name、eyeColor、age等?，F(xiàn)在我們可以利用繼承重寫DogClass和CatClass。publicclassDogClassextendsMammalClass{

booleanhasTail；//name,eyeColor,age已經(jīng)從父類繼承

publicDogClass(){//隱式調用super()name="Chase"；

eyeColor="Black"；

age=2;hasTail=true;}}95.1.1創(chuàng)建子類【例5-1】

繼承的簡單例子classFather{//父類

privateintmoney;floatweight,height;Stringhead;Stringspeak(Strings){returns;}}classSonextendsFather{//子類

Stringhand,foot;}Weight,height,head,Speak();Hand,foot105.1.1創(chuàng)建子類【例5-1】

繼承的簡單例子publicclassTestExtend{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Sonboy=newSon();boy.weight=120f;boy.height=1.8f;boy.head="一個頭";boy.hand="兩只手";boy.foot="兩只腳";System.out.println("我是兒子");System.out.println("我有:"+boy.hand+"、"+boy.foot+"、"+boy.head+"、重"+boy.weight+"、高"+boy.height);}}上面程序運行結果如下：我是兒子我有:兩只手、兩只腳、一個頭、重120.0、高1.8115.1.1創(chuàng)建子類

如果子類和父類不在同一個包中，那么，子類可以繼承了父類的protected、public修飾的成員變量做為子類的成員變量，并且也可以繼承了父類的protected、public修飾的方法作為子類的方法。另外子類和父類不在同一個包中，則子類不能繼承父類的default變量和default方法。

125.1.1創(chuàng)建子類

【例5-2】繼承不同包中的類的簡單例子//HouseHold.javapackagexing.house;publicclassHouseHold{//家類

protectedStringaddress;//地址保護型

publicStringsurnname;//姓公共型

Stringgivenname;//名缺省

publicHouseHold(Stringadd){address=add;}protectedStringgetAddress(){returnaddress;}voidsetMoney(Stringnewadd){address=newadd;}voidsetAddress（Stringadd）{address=add；}}135.1.1創(chuàng)建子類

//Mikey.java:packagexing.friend;importxing.house.HouseHold;publicclassMikeyextendsHouseHold{publicMikey(){super("Starflightstreet110");}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Mikeymikey=newMikey();//mikey.givenname=“Johnson”;//非法

mikey.surnname="Math";//合法.mikey.address="Starflightstreet110";//合法.Stringm=mikey.getAddress();//合法

//mikey.setAddress("Starflightstreet110");//非法.System.out.println(mikey.surnname+"："+m);}}145.1.1創(chuàng)建子類

程序編譯和運行過程如下：155.1.2成員變量的隱藏和方法的重寫

當我們在子類中定義的成員變量和父類中的成員變量同名時，此時稱子類的成員變量隱藏了父類的成員變量。當子類中定義了一個方法，并且這個方法的名字，返回類型，參數(shù)個數(shù)以及類型和父類的某個方法完全相同時，父類的這個方法將被隱藏，這時我們說重寫了父類的方法。子類通過成員變量的隱藏和方法的重寫可以把父類的狀態(tài)和行為改變?yōu)樽陨淼臓顟B(tài)和行為。165.1.2成員變量的隱藏和方法的重寫

例如下面的這段程序就是這樣的情況：classSuperClass{//父類

inty；

voidsetY(){y=0;}}classSubClassextendsSuperClass{inty；//父類變量y被隱藏

voidsetY(){//重寫父類的方法setY()y=1；

}}175.1.3super

5.1.3super

子類在隱藏了父類的成員變量或重寫了父類的方法后，常常還要用到父類的成員變量，或在重寫的方法中使用父類中被重寫的方法以簡化代碼的編寫，這時就要訪問父類的成員變量或調用父類的方法，Java中通過super來實現(xiàn)對父類成員的訪問。我們知道，this用來引用當前對象，與this類似，super用來引用當前對象的父類。super的使用可以分為下面三種情況：

1)用來訪問父類被隱藏的成員變量，如：

super.variable2)用來調用父類中被重寫的方法，如：

super.Method([paramlist])：

3)用來調用父類的構造方法，如：

super([paramlist])；185.1.3super

【例5-3】調用父類的構造方法的例子classA{//類Apublicintn;//公共類型的成員變量

publicA(){ }

publicA(intn){this.n=n;}intmethod(){returnn;}}publicclassBextendsA{//類BpublicB(){super(15);}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){AaInstance=newB();intb=aInstance.method();System.out.println("類A中的成員變量："+b);}}19Super的使用---調用父類的方法classsuperClass{inty;superClass(){y=30;System.out.println("insuperClass:y="+y);}voiddoPrint(){System.out.println("InsuperClass.doPrint()");}}例子5-4調用父類的方法20classsubClassextendssuperClass{inty;subClass(){super();//調用父類的構造方法（多余的）

y=50;System.out.println("insubClass:y="+y);}voiddoPrint(){super.doPrint();//調用父類的方法

System.out.println("insubClass.doPrint()");System.out.println("super.y="+super.y+"sub.y="+y);}}publicclassinviteSuper{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){subClasssubSC=newsubClass();subSC.doPrint();}}21對象的上轉型對象

假設A類是B類的父類,classBextendsA{……}當我們用子類創(chuàng)建一個對象，并把這個對象的引用放到父類的對象中時，例如

Aa;Aa=newB();

或

Aa;Bb=newB();a=b;

稱這個父類對象a，是子類對象b的上轉型對象。22對象的上轉型對象

對象的上轉型對象的實體是子類負責創(chuàng)建的，但上轉型對象會失去原對象的一些屬性和功能。上轉型對象具有如下特點：

1）上轉型對象不能操作子類新增的成員變量和子類新增的方法。

2）上轉型對象可以操作子類繼承或重寫的成員變量，也可以使用子類繼承的或重寫的方法。

3）如果子類重寫了父類的某個方法后，當對象的上轉對象調用這個方法時一定是調用了這個重寫的方法，因為程序在運行時知道，這個上轉對象的實體是子類創(chuàng)建的，只不過損失了一些功能而已。不要將父類創(chuàng)建的對象和子類對象的上轉型對象相混淆。上轉型對象在Java編程中是常見的。

可以將對象的上轉型對象再強制轉換到一個子類對象，這時,該子類對象又具備了子類所給的所有屬性和功能。

23對象的上轉型對象

【例5-5】上轉型對象的使用classMammal{//哺乳動物類privateintn=40;voidcrySpeak(Strings){System.out.println(s);}}publicclassMonkeyextendsMammal{//猴子類voidcomputer(intaa,intbb){intcc=aa*bb;System.out.println(cc);}voidcrySpeak(Strings){System.out.println("**"+s+"**");}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){//mammal是Monkey類的對象的上轉型對象.Mammalmammal=newMonkey();mammal.crySpeak("Ilovethisgame");//mammalputer(10,10);//把上轉型對象強制轉化為子類的對象.Monkeymonkey=(Monkey)mammal;monkeyputer(10,10);}}24對象的上轉型對象

上述程序的運行結果為：**Ilovethisgame**100在上述例子中，上轉對象mammal調用方法:mammal.crySpeak("Ilovethisgame");得到的結果是”**Ilovethisgame**”。而不是“Ilovethisgame”。因為mammal調用的是子類重寫的方法crySpeak。在main（）中，如果出現(xiàn)下面的兩行代碼，那將是錯誤的：mammal.n=1000;//因為子類本來就沒有繼承n。mammalputer(10,10);//因為computer方法是子類新增的方法。25第5章面向對象高級程序設計5.1繼承5.2多態(tài)性5.3抽象類和抽象方法5.4接口5.5內部類和匿名類265.2多態(tài)性

多態(tài)(Polymorphism)的意思就是用相同的名字來定義不同的方法。在Java中，普通類型的多態(tài)為重載，這就意味著可以使幾個不同的方法使用相同的名字，這些方法以參數(shù)的個數(shù)不同、參數(shù)的類型不同等方面來進行區(qū)分，以使得編譯器能夠進行識別。重載是Java實現(xiàn)多態(tài)性的方式之一。例如：family()方法可以有三個版本，如下：

family(){}family(Stringch){address=ch;}family(Stringch,floatn){address=ch;pay=n;}

這些方法并存于程序中，編譯時，編譯器根據(jù)實參的類型和個數(shù)來區(qū)分從而調用那個方法。這在其它語言的程序中，如C，那將導致災難性的錯誤。275.2多態(tài)性【例5-6】構造方法重載的例子classperson{Stringname="Johnson";//姓名

intage=45;//年齡

person(){}

person(Stringa){name=a;}

person(Stringa,intb){name=a;age=b;}publicvoiddisplay(){System.out.println("Name=“+name+","+"Age="+age);}}publicclassPoly{publicstaticvoidmain(String[]args){personko1=newperson();ko1.display();personko2=newperson("Mike");Ko2.display();personko3=newperson("Willian",50);ko3.display();}}285.2多態(tài)性

在Java語言中，多態(tài)性主要體現(xiàn)在兩個方面：由方法重載實現(xiàn)的靜態(tài)多態(tài)性（編譯時多態(tài)）和方法重寫實現(xiàn)的動態(tài)多態(tài)性（運行時多態(tài)），如下：

1）編譯時多態(tài)

在編譯階段，具體調用哪個被重載的方法，編譯器會根據(jù)參數(shù)的不同來靜態(tài)確定調用相應的方法。

2）運行時多態(tài)

如果子類重寫了父類的方法，那么重寫方法的調用原則如下：Java運行時系統(tǒng)根據(jù)調用該方法的實例，來決定調用哪個方法。對子類的一個實例，如果子類重寫了父類的方法，則運行時系統(tǒng)調用子類的方法；如果子類繼承了父類的方法（未重寫），則運行時系統(tǒng)調用父類的方法。另外，方法重寫時應遵循的原則如下：改寫后的方法不能比被重寫的方法有更嚴格的訪問權限。改寫后的方法不能比被重寫的方法產生更多的異常。

進行方法重寫時必須遵從這兩個原則，否則編譯器會指出程序出錯。295.2多態(tài)性【例5-7】方法重寫的例子classParent{publicvoidfunction(){

System.out.println("IaminParent!");}}classChildextendsParent{

privatevoidfunction(){System.out.println("IaminChild!");}}publicclassRTpolyTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Parentpl=newParent();Parentp2=newChild();p1.function();p2.function();}}305.2多態(tài)性編譯過程如下：D:\user\chap05>JavacRTpolyTest.javaRTpolyTest.java:8:function()inChildcannotoverridefunction()inParent;attemptingtoassignweakeraccessprivileges;waspublicprivatevoidfunction(){^RTpolyTest.java:16:cannotfindsymbolsymbol:variablep1location:classRTpolyTestp1.function();^2errors可以看出，該程序中實例p2調用function()方法時會導致訪問權限的沖突。

31第5章面向對象高級程序設計5.1繼承5.2多態(tài)性5.3抽象類和抽象方法5.4接口5.5內部類和匿名類325.3抽象類和抽象方法Java語言中，用abstract關鍵字來修飾一個類時，這個類叫做抽象類。一個abstract類只關心它的子類是否具有某種功能，并不關心該功能的具體實現(xiàn)，功能的具體行為由子類負責實現(xiàn)的。例如：

publicabstractclassDrawing{publicabstractvoiddrawDot(intx,inty);publicvoiddrawLine(intx1,inty1,intx2,inty2){

…………

}}

用abstract來修飾一個方法時，該方法叫做抽象方法。與final類和方法相反，abstract類必須被繼承，abstract方法必須被重寫。

335.3抽象類和抽象方法

當一個類的定義完全表示抽象的概念時，它不應該被實例化為一個對象。例如Java中的Number類就是一個抽象類，它只表示數(shù)字這一抽象概念，只有當它作為整數(shù)類Integer或實數(shù)類Float等的父類時才有意義。定義一個抽象類的格式如下：

abstractclassabstractClass{

……}

由于抽象類不能被實例化，因此下面的語句會產生編譯錯誤：

newabstractClass()；抽象類中可以包含抽象方法，為所有子類定義一個統(tǒng)一的接口，對抽象方法只需聲明，而不需實現(xiàn)，因此它沒有方法體。其格式如下：

abstractreturnTypeabstractMethod([paramlist))；

34使用abstract的另一例子abstractclassAA{abstractvoidcallme();voidmetoo(){System.out.println("InsideA'smetoo()method");}}classBBextendsAA{voidcallme(){System.out.println("InsideB'scallme()method");}}publicclassAAbstract{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){AAcc=newBB();//cc為上轉型對象

cc.callme();cc.metoo();}}

35第5章面向對象高級程序設計5.1繼承5.2多態(tài)性5.3抽象類和抽象方法5.4接口5.5內部類和匿名類365.4接口接口定義使用接口的優(yōu)點37接口聲明使用關鍵字interface來定義一個接口。接口的定義和類的定義很相似，分為接口聲明和接口體兩部分。1、接口聲明接口通過使用關鍵字interface

來聲明。完整的接口定義格式如下：[public]interfaceinterfaceName[extendslistOfSuperInterface]{……}其中public修飾符指明任意類均可以使用這個接口，缺省情況下，只有與該接口定義在同一個包中的類才可以訪問這個接口。extends子句與類聲明中的extends子句基本相同，不同的是一個接口可以有多個父接口，用逗號隔開，而一個類只能有一個父類。子接口繼承父接口中所有的常量和方法。通常接口名稱以able或ible結尾，表明接口能完成一定的行為，例如Runnable、Serializable。38接口聲明2、接口體接口體中包含常量定義和方法定義兩部分。其中常量定義部分定義的常量均具有public、static和final屬性。其格式如下:returnTypemethodName([paramlist]);接口中只能進行方法的聲明，而不提供方法的實現(xiàn)，所以，方法定義沒有方法體，且用分號(;)結尾，在接口中聲明的方法具有public和abstract屬性。另外，如果在子接口中定義了和父接口同名的常量，則父接口中的常量被隱藏。例如：interfaceSummaryable{finalintMAX=50;//MAX具有public、static、final屬性voidprintone(floatx);floatsum(floatx,floaty);}上面這段程序可以以Summaryable.java來保存，也可以寫入其它Java程序中。39接口聲明3、接口的使用一個類通過使用關鍵字implements

聲明自己使用（或實現(xiàn)）一個或多個接口。如果使用多個接口,用逗號隔開接口名。如

classCalculateextendsComputerimplementsSummary,Substractable{……}類Calculate使用了Summary和Substractable接口,繼承了Computer類。如果一個類使用了某個接口,那么這個類必須實現(xiàn)該接口的所有方法,即為這些方法提供方法體。需要注意的如下：1）在類中實現(xiàn)接口的方法時,方法的名字,返回類型,參數(shù)個數(shù)及類型必須與接口中的完全一致。2）接口中的方法被默認是public,所以類在實現(xiàn)接口方法時,一定要用public來修飾。3）另外,如果接口的方法的返回類型如果不是void的,那么在類中實現(xiàn)該接口方法時,方法體至少要有一個return語句。如果是void型,類體除了兩個大括號外,也可以沒有任何語句.40使用接口的優(yōu)點從本質上講，接口是一種特殊的抽象類，這種抽象類中只包含常量和方法的定義，而沒有變量和方法的實現(xiàn)。通過接口使得處于不同層次，甚至互不相關的類可以具有相同的行為。接口其實就是方法定義和常量值的集合。它的優(yōu)點主要體現(xiàn)在下面幾個方面：(1)通過接口可以實現(xiàn)不相關類的相同行為，而不需要考慮這些類之間的層次關系。(2)通過接口可以指明多個類需要實現(xiàn)的方法。(3)通過接口可以了解對象的交互界面，而不需了解對象所對應的類。接口把方法的定義和類的層次區(qū)分開來，通過它可以在運行時動態(tài)地定位所調用的方法。同時接口中可以實現(xiàn)“多重繼承”，且一個類可以實現(xiàn)多個接口。正是這些機制使得接口提供了比多重繼承（如C++等語言）更簡單、更靈活、而且更強勁的功能。

41使用接口的例子【例5-9】

使用多重接口的例子//MultInterfaces.javainterfaceI1{abstractvoidtest(inti);}//可以去掉的interfaceI2{abstractvoidtest(Strings);}publicclassMultInterfacesimplementsI1,I2{publicvoidtest(inti){System.out.println("InMultInterfaces.I1.test");}publicvoidtest(Strings){System.out.println("InMultInterfaces.I2.test");}publicstaticvoidmain(String[]a){MultInterfacest=newMultInterfaces();t.test(42);t.test("Hello");}}42第5章面向對象高級程序設計5.1繼承5.2多態(tài)性5.3抽象類和抽象方法5.4接口5.5內部類和匿名類435.5內部類和匿名類5.5.1內部類的定義5.5.2內部類特性5.5.3匿名類445.5.1內部類的定義

簡單地說，一個類被嵌套定義于另一個類中，稱為嵌套類。在大多數(shù)情況下，嵌套類（靜態(tài)的嵌套類除外)就是內部類（innerclass）。包含內部類的類稱為外部類。與一般的類相同，內部類具有自己的成員變量和成員方法。通過建立內部類的對象，可以存取其成員變量和調用其成員方法。例如下面的例子：pubicclassGroupOne{intcount；//外部類的成員變量

publicclassStudent{//聲明內部類

Stringname；//內部類的成員變量

publicvoidoutput(){//內部類的成員方法

System.out.println(+"")；

}}}455.5.1內部類的定義

實際上，Java語言規(guī)范對于內部類有如下的規(guī)定：在另一個類或者一個接口中聲明一個類。在另一個接口或者一個類中聲明一個接口。在一個方法中聲明一個類。類和接口聲明可嵌套任意深度。從上面的規(guī)定中我們可以看出，內部類的定義是非常靈活的。46內部類特性

內部類有如下特性：一般用在定義它的類或語句塊之內，在外部引用它時必須給出完整的名稱。名稱不能與包含它的類名相同?？梢允褂冒耐獠款惖撵o態(tài)成員變量和實例成員變量，也可以使用它所在方法的局部變量。可以定義為abstract。可以聲明為private或protected。若被聲明為static，就變成了頂層類，不能再使用局部變量。若想在內部類中聲明任何static成員，則該內部類必須聲明為static。因此外部類與內部類的訪問原則是：在外部類中，通過一個內部類的對象引用內部類中的成員；反之，在內部類中可以直接引用它的外部類的成員，包括靜態(tài)成員、實例成員及私有成員。47【例5-10】內部類和外部類之間的訪問publicclassGroupTwo{//例5-10privateintcount;//外部類的私有成員變量

publicclassStudent{//聲明內部類

Stringname;publicStudent(Stringn1){name=n1;count++;//存取其外部類的成員變量

}publicvoidoutput(){System.out.println();}}publicvoidoutput(){//外部類的實例成員方法

Students1=newStudent("Johnson");//建立內部類對象"s1.output();//通過s1調用內部類的成員方法

System.out.println("count="+this.count);}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){GroupTwog2=newGroupTwo();g2.output();}}48【例5-11】內部類訪問外部靜態(tài)變量publicclassGroupThree{privatestaticintcount;//靜態(tài)變量GroupThree.count統(tǒng)計班級數(shù)量

privateStringname;//實例變量GroupT表示班級名稱

publicclassStudent{privateintcount;//實例變量Student.count表示學號

privateStringname;//實例變量S表示學生姓名

publicvoidOutput(intcount){count++;//存取方法的參數(shù)，局部變量

this.count++;//通過對象存取Student.countGroupThree.count++;//通過類名存取GroupThree.countGroupThree.this.count++;//通過對象名存取GroupThree.countSystem.out.println(count+""+this.count+""+GroupThree.count+""+GroupThree.this.count++);}}publicStudentaStu()//返回內部類Student的一個對象

{returnnewStudent();}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){GroupThreeg3=newGroupThree();g3.count=10;//GroupThree.countGroupThree.Students1=g3.aStu();//在外部創(chuàng)建內部類的對象

s1.Output(5);//完整的內部類標識GroupThree.Student}}49【例5-12】靜態(tài)公用內部類publicclassGroupFour{publicstaticclassStudent{//定義靜態(tài)公用內部類

staticintcount;//靜態(tài)內部類中的靜態(tài)變量

Stringname;intnumber;//序號

publicStudent(Stringn1){//靜態(tài)內部類的構造方法

name=n1;count++;number=count;//序號自動增加

}publicvoidoutput(){System.out.println(+"number="+this.number);}}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){GroupFour.Students1=newGroupFour.Student("A");s1.output();