类的进一步讨论.ppt

1 第4讲 类的继承、抽象类及接口 主要内容 p 类的继承 p 抽象类 p 内部类、匿名类及最终类 p 包及访问限定 p 接口 p 本讲小结 2 类的继承 u 继承是面向对象的重要特点之一。 u 类的继承使得能够在已有类的基础上构造新的类， 新类除了具有被继承类的属性和方法外，还可以根 据需要添加新的属性和方法。 u 继承有利于代码的复用。 u 通过继承可以更有效地组织程序结构，并充分利用 已有的类来完成复杂的任务，减少了代码冗余和出 错的几率。 u 类继承的实现 下边以一个定义学生入学注册登记类的示例说明类 继承的实现。 3 类的继承 （定义类StudentRegister ） 学生入学注册登记项包括： 个人的基本信息(这些信息包括在Citizen类中); 学号 String (studentID) 入学成绩 int (enterResult) 院系 String (department) 专业 String (specialty) 等等。此外还需要定义一些显示这些项的方法。 public class StudentRegister extends Citizen String studentId; /说明学号 int enterResult; /说明入学成绩 String department; /说明院系 String specialty; /说明专业 4 类的继承 （定义类StudentRegister ） public StudentRegister(String name,String alias,String sex, String brithday,String homeland,String ID,String studentId,int enterResult,String department,String specialty) /构造方法 super(name,alias,sex,brithday,homeland,ID); /调用父类构造方法 this.studentId=studentId; this.result=result; this.department=department; this.specialty=specialty; public void display() super.display (); /调用父类显示方法 System.out.println(“学号:“+studentId); System.out.println(“入学成绩:“+enterResult); System.out.println(“院系:“+department); System.out.println(“专业:“+specialty); System.out.println(“-“); 编译程序 5 测试StudentRegister类 public class StudentRegisterTest public static void main(String args) StudentRegister s1=new StudentRegister(“丽柔 ”, “一晓”,“女”,“1988.12.11”,“上海”, ,“200608010201”,624,“ 工程学院”,“工业设计”); /创建对象 s1.display(); /显示对象属性 6 类的继承 u 继承就是子类利用父类中定义的变量和方法，就像 它们属于子类本身一样. u方法的重载就是在同一个类中至少有两个方法使用 同一个名字，区分它们的主要依据： 参数的个数不同； 或 参数的类型不同。 这是多态性的具体体现。 例：在StudentRegister类中加入不带参数的构造方法 和能够只显示学号、姓名和入学成绩项的成员方法 。 7 添加方法 public StudentRegister() super(); /执行父类构造方法 studentId=“00000000000”; enterResult=0; department=“ 无 ”; specialty=“ 无 “; public void display( StudentRegister s1) System.out.print(“学号:“+s1.studentId); System.out.print (“ - 姓名:”+s1.getName(); System.out.println(“ - 入学成绩:“+s1.enterResult); 8 测试StudentRegister类的功能 public class StudentRegisterTest1 public static void main(String args) StudentRegister s1=new StudentRegister(“丽柔”,“一晓”,“女”, “1988.12.11”, “上海”, , “200608010201”, 624,“工程学院”,“工业设计”); /创建对象s1 StudentRegister s2=new StudentRegister(); /创建对象s2 s2.studentId=“20060801245”; /为对象s2的属性赋值 s2.enterResult=585; /. s2.setName(“席铪”); / s1.display(); /显示对象s1所有属性 s2.display(); /显示对象s2所有属性 s1.display(s1); /显示对象s1的部分属性 s2.display(s2); /显示对象s2的部分属性 9 类的继承 u 方法的覆盖 在子类中重新定义（重写）父类中已有的方法。 这样做的好处是方法名一致易记易用； 可以实现与父类方法不同的功能； 调用父类的同名方法： super.方法名(参数列表); u 变量的隐藏 在子类中定义了和父类中同名的属性 在方法中定义了和类中同名的属性 在方法中引用属性时，系统采用局部优先的原则，即： 方法中定义的属性直接使用； 本类中定义的同名属性的引用：this.属性名； 父类中定义的同名属性的引用：super.属性名; 10 抽象类 类是对现实世界中实体的抽象，但我们不能以 相同的方法为现实世界中所有的实体做模型，因为 大多数现实世界的类太抽象而不能独立存在。例如 ：几何图形类、交通工具类、鸟类等等。 u 抽象类是指不能直接被实例化的类,因此一般把它 作为其它类的超类。与final类正好相反。 u 抽象方法是指只有方法声明而没有方法体的方法 。在该类中只声明但不提供方法实现（方法体）,由 继承类提供方法实现。 u 只要类中声明了一个抽象方法，该类就必须是抽 象类. 11 抽象类的定义 定义抽象类的一般格式如下： 访问限定符 abstract class 类名 . /属性说明 访问限定符 abstract 类型 方法名(参数声明列表) ; /抽象方法声明 /非抽象方法定义 u所谓抽象方法,是指仅声明了类的行为,并没有真正实现行为的 代码。 u抽象方法只能存在于抽象类中. u构造方法、静态（static）方法、最终（final）方法和私有（ private）方法不能被声明为抽象方法。 u抽象类中可以有一个或多个抽象方法,也可以没有。如果没有 抽象方法,这就意味着要避免使用该类直接创建对象。 u抽象类只能被继承（派生子类）而不能创建具体对象即不能 被实例化。 12 Shape类定义 u定义几何图形类Shape 任何几何图形都有一个名称，都占据一定的面 积，因此我们可以作如下的抽象定义： /* 这是抽象的平面形状类的定义程序的名字是：Shape.java */ public abstract class Shape String name; /声明属性 public abstract double area(); /抽象方法声明 u 抽象类的实现 例：定义并实现一个三角形类Triangle 。 13 抽象类的实现（三角形） 三角形面积公式： 其中：a,b,c 表示三角形的三条边的边长 u 根据上边公式中所涉及的量，需要在Triangle 类中定义 三角形的有关属性三条边：sideA、 sideB、 sideC。 u 由Shape类派生Triangle类。因此在Triangle 类中必须实 现Shape类中的抽象方法area(); u 也可在Triangle类中定义计算三角形周长等方法。 14 Triangle类定义 /*这这是定义义平面几何图图形三角形类类的程序 程序的名字是：Tritangle.java*/ public class Triangle extends Shape /这这是Shape的派生子类类 double sideA,sideB,sideC; /声明实实例变变量三角形3条边边 public Triangle() /无参数构造器 name=“示例全等三角形“; sideA=1.0; sideB=1.0; sideC=1.0; public Triangle(double sideA,double sideB,double sideC) /构造器 name=“任意三角形“; this.sideA = sideA; this.sideB = sideB; this.sideC = sideC; 15 Triangle类定义实现 public double area() /实现抽象方法 double s=0.5*(sideA+sideB+sideC); return Math.sqrt(s*(s-sideA)*(s-sideB)*(s-sideC); u 测试Triangle类 public class TriangleTest public static void main(String args) Triangle t1=new Triangle(); /创创建一个标标准三角形对对象 Triangle t2=new Triangle(4,5,6); /创创建一个三角形对对象 System.out.println(+”面积=”+t1.area(); System.out.println(+”边长为4,5,6其面积=”+t2.area(); 16 内部类 内部类(Inner Class)是指被嵌套定义在另外一个 类内甚至是一个方法内的类，也称之为类中类。嵌 套内部类的类称为外部类(Outer Class),内部类通常 被看成是外部类的一个成员。 例: 工厂工人加工正六边形的阴井盖，先将钢 板压切为圆型，然后再将其切割为正六边形，求被 切割下来的废料面积。 求解这个问题。只需要计算出圆的面积和正六边形 的面积，然后相减即可。当然我们可以将正六边形 化作六个全等三角形求其面积。 下边建立一个圆类，并在圆类内定义内部类处理正六 边形。 17 定义Circle类 /* 该程序主要演示内部类的应用, 程序名：Circle.java,在类中嵌套了Polygon类 */ public class Circle extends Shape /继承Shape类 double radius; public Circle() /构造标准圆 name=“标准圆“; radius=1.0; public Circle(double radius) /构造一般圆 name=“一般圆“; this.radius=radius; public double area() /实现父类的抽象方法 return radius*radius*Math.PI; / 返回圆的面积 18 定义Circle类 class Polygon /定义内部类Polygon Triangle t1; /声明三角形类对象 Polygon(double a,double b,double c) /内部类构造方法 t1=new Triangle(a,b,c); /创建三角形对象 double area() /内部类方法 return t1.area()*6; /返回正六边形面积 /内部类Polygon结束 public double remainArea() /计算被切割掉的废料面积 Polygon p1=new Polygon(radius,radius,radius); /创建内部类对象 return area()-p1.area(); 19 测试Circle类求切除面积 public class CircleTest public static void main(String args) Circle c1=new Circle(.5); /创建半径为0.5的圆对象 System.out.println(“圆面积=“+c1.area(); System.out.println(“正六边形面积=“+(c1.area()- c1.remainArea(); System.out.println(“被切除的面积=“+c1.remainArea(); 20 内部类特点 内部类作为一个成员，它有如下特点： u可以使用static修饰为静态内部类。静态和非静态内部类的 主要区别： 静态内部类对象和外部类对象可以相对独立,既可直接创 建对象(new 外部类名.内部类名() ),也可通过外部类对象 创建。非静态内部类对象只能由外部对象创建。 静态类中只能使用外部类的静态成员,不能使用外部类的 非静态成员；非静态类中可以使用外部类的所有成员。 在静态类中可以定义静态和非静态成员；在非静态类中 只能定义非静态成员。 u外部类不能直接存取内部类的成员。只有通过内部类才能访 问内部类的成员。 u如果内部类被定义在一个方法内(本地内部类)，它完全被隐 藏在方法中，甚至同一个类的其他方法也无法使用它。 21 匿名类和最终类 u 匿名类（Anonymous Class） 所谓匿名类就是一种没有类名的内部类，通常更多的出 现在事件处理的程序中。 在某些程序中，往往需要定义一个功能特殊且简单的类 ，且只想使用它的一个对象，并把它作为参数传递给一个方 法。此种情况下只要该类是一个现有类的派生或实现一个接 口，就可以使用匿名类。 u 最终类 所谓最终类即是使用“final”关键字修饰的类。一个类被 声明为最终类，这就意味着该类的功能已经齐全，不能够由 此类再派生子类。 在定义类时，当你不希望某类再能派生子类，可将它声 明为最终类。 22 包及访问限定 u Java中常用的标准类包 java.lang 包中存放了Java最基础的核心类，诸如: System、Math、String、Integer、Float类等等。 java.awt 包中存放了构建图形化用户界面(GUI)的类。 javax.swing 包中提供了更加丰富的、精美的、功能强 大的GUI组件，是java.awt功能的扩展。 java.applet 包中提供了applet(小程序)所需要的一些类. java.util 包中提供了一些实用工具类。 java.io 包中提供了数据流输入/输出操作的类。 java.sql 包中提供了支持使用标准SQL方式访问数据库 功能的类。 包中提供与网络通讯相关的类。用于编写网络 实用程序。 23 包(package) u 在Java中使用包来管理类。 u 创建包(package)语句 其一般格式如下: package 包名; 需要说明的是： 此语句必须放在整个源程序第一条语句的位置(注解行和 空行除外)。 包名应符合标识符的命名规则，习惯上，包名使用小写字 母书写。 可以使用多级结构的包名.如标准类包那样：java.util、 java.sql等等。 例如：要把所有的几何图形类放入shape类包中,只需在这 些几何图形类程序的第一条语句位置放上：package shape; 24 包(package) u 包文件的编译 javac d 文件夹名 源文件名 其中: -d 表明带有包的创建。 文件夹名 是已存在的文件夹名，要创建的包将放在该文 件夹下。 u 引用类包中的类 在程序的第一行使用import语句导入类包： import 包名.*; 或： import 包名.类名; 在程序中直接引用类包中所需要的类。其引用的一般格 式是： 包名.类名 25 访问限定 public public限定符不能用于限定内部类。 一个源程序中可以定义多个类，但最多只能有一个被限定为公共类 。如果有公共类，则程序名必须与公共类同名。 private 限定符只能用于成员变量、方法和内部类。私有的成员只能在 本类中被访问，即只能在本类的方法中由本类的对象引用。 protected 限定符也只能用于成员变量、方法和内部类。它可以被其子 类（包括本包的或其他包的）访问，也可以被本包内的其他类访问。 访问范围同一个类同一个包不同包的子类不同包非子类 public 缺省 private protected 26 接口 在Java中可以把接口看作是一种特殊的抽象类，它只包含常 量和抽象方法的定义，而没有变量和方法的实现，它用来表 明一个类必须做什么，而不去规定它如何做。 public interface 接口名 extends 父接口名列表 /以下声明常量 类型 常量名=常数值; /以下声明抽象方法 返回值类型 方法名(参数列表) throw 异常列表 ; 对接口体中定义的常量，系统默认为是“static final”修饰的，不需指定。 对接口体中声明的方法，系统默认为是“abstract”的，也不需指定。 只有public和缺省的 接口名必须与文件名相同 27 定义接口 例：将上述的抽象类Shape改为接口实现。 /* 本程序是一个定义接口类的程序，名字是：ShapeI.java * 接口名为ShapeI,它包含常量PI和计算面积与周长的方法 * area()、girth()声明 */ package