面向对象的高级特征.ppt

第五章面向对象的高级特征,南京农业大学 谢忠红,一、继承中父类(子类)的转化问题,继承的定义:子类继承父类的属性和方法（可以修改父类的属性或重载父类的方法），以及在父类的基础上添加新的属性和方法则就叫做继承。 在 Java 中，有一个被称为Object的特殊超类，所有的类都直接或间接地继承Object类,子类对象转换为父类对象,向上转换： 子类对象转换为父类对象时，是安全的，可以用显式或隐式实现. 类型向上转换是安全的，因为这是从特殊类型到通用类型的转换。,class point int x, y; point(int x, int y) this.x=x; this.y=y; int getX( ) return x; ,class circle extends point int radius; circle(int r, int x, int y)super(x, y); radius=r; double area( ) return Math.PI*radius*radius; ,public class testUpCasting public static void main(String args) System.out.println(p.getX( ); ,circle c=new circle(1,1,1); point p=c; / 注意p和c的类型不同,注意：进行向上类型转换时，出现的唯一问题是可能丢失子类中定义的方法和变量。 例如：子类对象C具有两个方法 getX()和area().;而 将c赋给p之后，p就只有getx()一个方法了。,父类对象转换为子类对象,从父类向子类转换，在继承图中是向下移动，称为向下类型转换,需进行强制转换。 类型向下转换是不安全的（产生类型转换异常：classCastException），因为这是从一般类型到特殊类型的转换,意味着该变量可以使用更多的特性（包括子类中的方法和变量）。,public static void main(String args) point p=new point(1,1); circle c; c=(circle)p; /将对象p强制转换为circle对象 System.out.println(c.area( ); ,编译通过、运行失败 原因：将p强制转换为circle类型的对象c,意味着c可以使用子类中的方法area()、变量radius.而p是没有这些方法和变量,改进的方法： public static void main(String args) point p=new point(1,1); circle c; ,if( p instanceof circle) /判断p是否是circle的实例 c=(circle)p; System.out.println(c.area( ); else / 出错处理 System.out.println(“can not downCasting“);,再看下例： public static void main(String args) point p=new circle(10,10,10); /注意p可以指向其子类 circle c; ,if( p instanceof circle) /判断p是否是circle的实例 c=(circle)p; System.out.println(c.area( ); else / 出错处理 System.out.println(“can not downCasting“);,二、static变量 和static方法,说明：即使没有创建对象，该变量仍然存在。因此，static变量又称为类变量。 说明：静态变量可以通过类名调用。,定义格式为：static type variableName ;,static变量(类变量)： static变量属于类而非 对象，不管在程序运行中生成多少个该类的对 象，它们都共享该变量，,public class Scope static int a; public static void main(string args) a+; Scope s1=new Scope(); s1.a+; Scope s2=new Scope(); s2.a+; Scope.a+; System.out.println(“a=”+a); ,a=4,public class staticTest static int num=0; int c; staticTest( ) num+; public static void main(String args) staticTest x=new staticTest(); System.out.print(x.num); staticTest y=new staticTest(); System.out.println(y.num); ,例程,程序的结果：1 2 改编顺序后的结果： 2 2,static方法,static方法DEF:属于整个类的方法，即使不创建对象也可以调用static方法。,例：Java中的Math类中 （ Math.sin()、 Math .cos()） 调用静态方法格式： 类名.方法名（参数）；,class point static int count; int x, y; point(int a, int b) count+;x=a; y=b; static int getCount()return count; ,public class testStaticVariable public static void main(String args ) System.out.println(“there are “+point.getCount() +“ points“); point p1=new point(10,10) ; System.out.println(“there are “+p1.getCount() +“ points“); ,Static方法属于整个类，而不属于对象，因而不可以使用this, super等代表对象的关键字，也不能访问所属类的实例变量,Public class Base protected int var; public void method1() var+; Public class Sub extends Base Public static void method2 super.method1(); ,super与类的特定实例相关，因此在静态方法中也不能使用super关键字,class point static int count; int x, y; point(int a, int b) count+; x=a; y=b; System.out.println(“Call point constructor!“); static int getCount() return count; ,static / /静态初始化，第一次创建对象时被调用 count=1;， System.out.println(“static var is initialized !“); ,public class testStaticVariable public static void main(String args ) point c1=new point(0,0) ; point c2=new point(10,10) ; System.out.println(“There are “+ point.getCount() +“ points“); ,public class staticTest static int num; int c; static void Test() num=10; c=10; void tt() num=100; c=100; public static void main(String args) staticTest x=new staticTest(); staticTest.Test(); num=100; c=100; ,/true,/false,/true,/true,/true,/false,由于static方法属于整个类，所以，它不能操纵和处理属于某个对象的成员变量，而只能处理static成员变量和方法参数。,class staticTest static int num; int c; static void get() num=10; class Test extends staticTest static int num; int c; void get() num=100; ,在子类不能覆盖父类中定义的静态方法。 -如果父类有一个方法是静态的，子类中也有一个方法与其同名同参数，但不是静态的，则编译出错。,public class Base void method () System.out.println(“method of Base“); static void staticmethod () System.out.println(“staticmethod of Base“); ,public class Sub extends Base void method () System.out.println(“method of sub“); static void staticmethod () System.out.println(“static method of sub“); public static void main(String args) Base sub1=new Sub(); sub1.method(); sub1.staticmethod(); Sub sub2=new Sub(); sub2.method(); sub2.staticmethod(); ,-如果父类有一个方法是静态的，子类中也有一个方法与其同名同参数，且也是静态的，这是编译通过，但这种用法不是覆盖，而是隐藏。,method of sub static method of Base method of sub static method of sub,三、final类 （终极类）,说明： （1）系统类基本上都是final类，如String类。 （2）将class定义为final是为了杜绝继承，类中的方法自然都变成了终极方法（不能被覆盖） （3）设计成final的类一般是为了类的安全,在一个类定义前加上final，意味着这个类就不能被其它类继承，成为终极类。,final class Base / 声明为final类 final int x=1; /定义常量 void print ( int y ) System.out.println(x+y); ,/ 错误：不能继承final 修饰的Base类 class Derived extends Base ,final 数据 (与C、C+的差别) Java使用final 定义常量 例：class Base final int x=1; ,例 class Base int x=1; final void print (int y) System.out.println(x+y)； ,final方法: 终极方法。不能被子类的方法覆盖，但可以重载。,public class Derived extends Base void print(int x) /错误不能覆盖final方法 System.out.println(x); void print(int x,int y) /重载可以 ,四、抽象类和抽象方法,抽象方法： 仅有方法特征，但没有代码； 抽象类： 包含抽象方法的类。,例： public abstract class vehicle /只能被继承 public abstract float getFule(int s) public abstract void accelerate( ) ,举例：某个公司有一个车队，车队中车类型很多，现在需要计算车队每年的耗油量。,abstract Vehicle Abstract int getFule() ,Bus int getFule(),Car void getFule(),Truck void getFule(),abstract class Vehicle abstract double getFule(double s); / 抽象方法 ,程序实现,class Bus extends vehicle double getFule(double s ) return 3.1*s; class Truck extends Vehicle double getFule(double s ) return 3.1*s ; ,class Car extends vehicle double getFule(double s ) return 2.0*s ,public class UseVehicle ,static float UseAll( Vehicle e ) double totalFule=0.0; double s=1010.1,2054.3,7879.6,7845.1 for(int i=0;ie.length;i+) totalFule=totalFule+ei.getFule(Si ); return totalFule; ,public static void main(String args) Vehicle VehicleArray = new Vehicle 4; int i=0; VehicleArrayi+= new Bus( ); VehicleArrayi+= new Car( ); VehicleArrayi+= new Bus( ); VehicleArrayi+= new Truck( ); System.out.println(UseAll(VehicleArray);,抽象类的作用: (1)提供一种适当的超类，子类通过继承实现父类中的抽象方法。 (2)抽象类体现了多态性实现了如软件复用，通过继承可以从抽象类派生出具有相似操作的子类。,class Circle extends Shape public int r; Circle(int r ) this.r=r; public float area() return 3.14*r*r; class Square extends Shape public int width,height; Square(int w, int h) width=w,height=h; public float area() return width*height; ,抽象类的例程： abstract class Shape /只能被继承 abstract float area(); ,五、接口,单继承、多继承 单继承：一个类只能有一个父类 作用：使得Java结构简单、层次清楚、易于管理、更安全可靠。 多继承：一个类可能有多个父类 缺点：造成继承冗余（近亲繁殖）。,多 继 承(产生冗余),多继承 接口 接口：是一系列属性和方法的集合，仅仅实现某一特定功能的一组对外接口和规范.,接口,类,再举个例子说明接口解决多继承,Food,Animal Eat(),Cat Eat(),Feeder Feed(),解决的方法定义成接口,interface Food,Animal Eat(),Cat Eat(),接口定义： public interface 接口名字extends 父接口序列 常量定义; 抽象方法定义; ,注意：Java允许一个类同时实现（继承）多个 接口，相当于实现多继承的功能。,说明:(1)接口中不能声明任何变量和构造函数. (2)一个接口可以是一个或多个其他它接口的直接继承. (3) 接口中说明的方法都是抽象方法.,interface MasterCh public static final int Myear=3; final String Mdegree=“Master“; void setMasterDegree( ); /抽象方法 void setStudyYear( ); ,例接口的定义,超 类,继承 实现,class Student String Name; int Age; String Department;,Student(String Name,int Age,String Department) this.Name=Name; this.Age=Age; this.Department=Department; void print() System.out.println(Name+“:“+Department+“:“+Age); ,public class Master extends Student implements MasterCh int StudyYear; String Degree; ,说明：当一个类实现接口时，必须实现接口中所有的空 方法，如果不能实现某方法，也必须写出该空方法。,Master(String Name,int Age,String Department,int StudyYear,String Degree) super(Name,Age,Department); this.StudyYear=StudyYear; this.Degree=Degree; ,void print()System.out.println(Name+“:“+Department + “:“+Age+“:“+Degree+“ : “+StudyYear); ,硕士特性 博士特性,学生,硕 博联读,例： interface MasterCh /定义一接口1 final int Myear=3; final String degree=“Master“; void setMasterDegree(); void setStudyYear(); /相同 ,interface DoctorCh /定义一接口 final int Dyear=4; final String Ddegree=“Doctor“; void setDoctorDegree(); void setStudyYear(); /相同 0,public class MasterDoctor extends Student implements MasterCh , DoctorCh int StudyYear; String Degree;,MasterDoctor(String Name,int Age,String Department,int StudyYear,String Degree) super(Name,Age,Department); this.StudyYear=StudyYear; this.Degree=Degree; ,public void setStudyYear()/相同方法实现一次 StudyYear=Myear+Dyear-1; ,public void setMasterDegree() /空方法写出来 public void setDoctorDegree() ,public static void main(String args) MasterDoctor LiMing=new MasterDoctor (“LiMing“,19,“Computer“,0,“); LiMing.setStudyYear(); LiMing.print(); ,public void setMDDegree() Degree=Mdegree+ Ddegree; void print(),(1)如果一个类可以实现多个接口只需在接口名之间用逗号隔开。,(3)如果类所要实现的两个接口声明了同一方法。 在实现时只需实现一个即可。,(2)在类中实现接口中方法时，方法的特征 必须和接口中声明的方法特征保持一致；,说明,（2）对于继承性，类继承了父类的方法：子类可以选择是否覆盖父类的方法； 接口的方法没有实现，因此，类必须实现接口中的每个方法。,接口和类之间的区别,（1）类只能继承一个类，而对于接口，类可 以实现多个接口。,六、Java的包,Windows的文件夹-Java中的包 程序包：相当于其它语言中的库函数 包是一组相关的类和接口的集合。,package Graphics; class Square ; class Circle ; class Triangle ;,如何定义自己的包,包的定义格式： package pkglpkg2pkg3； 例：package pack1; class Date1 class Point 例： package pack2.littlepack; class Book class Pen ,引用包的格式： import package1.package2.(class-name | *) 例：import java.io.FileInputStream； import java.io.*；,说明：*代表概包中的所有类，采用*号不影响程序的运行性能，但会影响编译速度。,访问控制权限控制小结,package mypackage.pack1; public class lei1 public int a=1; private int b=2; protected int c=3; int d=4; public int geta() return a; private int getb() return b; protected int getc() return c; int getd() return d; ,package mypackage.pack1; public class lei1test public static void main( ) lei1 lei=new lei1(); lei.a=12; lei.b=3; lei.c=34; lei.d=22; int a=lei.geta(); int b=lei.getb(); int c=lei.getc(); int d=lei.getd(); ,lei1test.java,lei1.java,package mypackage.pack2; import mypackage.pack1.lei1; public class lei2 public static void main(String args) lei1 s=new lei1(); s.a=12; s.b=3; /私有成员无法访问 s.c=34; /受保护成员不能访问 s.d=22; / 默认的成员可以被本包的其它类访问,不能被其他包的类访问 int a=s.geta(); int b=s.getb(); int c=s.getc(); int d=s.getd(); ,lei2.java,package mypackage.pack2; import mypackage.pack1.lei1; public class lei11 extends lei1 public int aa; public int bb; public int cc; public int dd; public void setaa() aa=a; public void setbb() bb=b; /私有成员子类不能访问 public void setcc() cc=c; /protected 成元可以被不是同一个包的子类使用 public void setdd()/dd=d; /friendly成员只能被本包的类访问，子类也无法访问 ,lei11.java,(1)java类库中的包(JavaAPI),java类库是以包的形式实现的，每个包中包含大量相关的类、接口等。 java.lang：语言包 java.io：输入输出包 java.util：实用程序包 java.awt：有关图形用户界面的工具箱 java.applet：包含有关小应用程序的处理 ：网络包,java.lang,java.lang 包是 Java 语言的核心类库，包含运行Java程序必不可少的系统类，如Object类，基本数据类型、基本数学函数、字符串处理、线程、出错和异常处理类等。每个Java程序运行时，系统都会自动地java.lang包。所以这个包的加载是缺省的。,java.io,java.io 包是Java语言的标准输入输出类库，包含了实现 Java 程序与操作系统、用户界面以及其他 java 程序做数据交互所使用的类，如基本输入输出流、文件输入输出流等。 凡是需要完成与操作系统有关的较底层的输入输出操作的Java程序，都应该在程序中引入java.io包。,java.util,java.util 包括了Java 语言中的一些低级的实用工具， 如：处理时间的Date 类、处理变长数组的 Vector 类、实现栈的 Stack 类和实现杂凑表的HashTable类等，使用它们开发者可以更方便、快捷地编程。,java.awt,java.awt 包是 Java 语言用来构建图形用户界面（GUI）的类库，它包括了许多界面元素和资源，主要在三个方面提供界面设计支持：低级绘图操作、图形界面组件和布局管理以及界面用户交互控制和事件响应。利用 java.awt 包，开发人员可以很方便地编写出美观、方便、标准化的应用程序界面。,java.applet,java.applet 包是用来实现运行于Internet 浏览器中的Java Applet的工具类库，它仅包含一个非常有用的类：java.applet.Applet。,, 包是 Java 语言用来实现网络功能的类库。包含底层的网络通信；编写用户自己的Telnet、FTP、邮件服务等实现网上通信的类。,内类,DEF:在一个类的内部定义另外一个类，该类与外类的成员变量和方法并列 作用：通过内类可以直接访问外类的成员变量,A,B,C,class a1 private int size; void test() b x=new b(); x.tt(); public static void main(String args) ,a1 s=new a1(); b y=s.new b(); y.tt(); System.out.println(s.size);,内类地位：如同外类的一个普通的方法和成员变量，静态方法不能直接使用,class b void tt() size=100; ,内类对象的创建方法：先创建外类对象，然后通过外类的new来创建内类对象,例,class Outer public class InnerTool public int add(int a,int b) return a+b; private InnerTool tool=new InnerTool(); public void add (int a,int b,int c) System.out.println(tool.add(tool.add(a,b),c); class Test public static void main(String args) Outer o=n