CH_4_Java面向对象的程序设计2.

1、public class public class 第第0 x040 x04讲讲 extends extends Java 语言与网络编程语言与网络编程 4.5 构造方法与对象的创建构造方法与对象的创建 4.6 继承继承 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 2 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 3 Q:如何给对象的成员变量初始化如何给对象的成员变量初始化? 1. 自动初始化自动初始化 2. 使用成员方法使用成员方法显显式式初始化初始化 3. 定义定义构造构造方法初始化方法初始化 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 4 public cla

2、ss Person private int age; private int height; public void initialize(int a, int h) age=a; height=h; public static void main(String args) Person p1=new Person(); p1.initialize(20,175); Sout(p1.age+p1.height); 通过一个成员通过一个成员方法显式地方法显式地初始化为其他初始化为其他值值 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 5 public class Person priva

3、te int age; private int height; public Person(int a, int h) age=a; height=h; public static void main(String args) Person p1=new Person(20,175); 定义构造方法时定义构造方法时初始化初始化 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 6 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 7 构造方法专门构造方法专门用于用于创建对象，完成初始化工创建对象，完成初始化工作作; 其其 特殊性特殊性： u方法方法名与类名名与类名相同相同 u没有没有返

4、回类型，也不能写返回类型，也不能写void u一般由一般由编程编程人员用人员用new调用调用 u 在在创建类创建类的的新对象时新对象时，系统会，系统会自动调用自动调用该类的构造方该类的构造方 法为新对象法为新对象初始化初始化 u每个类每个类至少有一个至少有一个构造方法，如果没有显式地定义构构造方法，如果没有显式地定义构 造方法，造方法，Java会自动提供一个会自动提供一个缺省的构造缺省的构造方法方法 构造构造方法说明形式如下方法说明形式如下： 构造方法修饰符构造方法修饰符 方法名方法名（形式参数列表形式参数列表）throws 异常异常列表列表 方法体方法体 2021-7-11 中国矿业大学计算

5、机科学与技术学院 8 构造构造一个类的实例时，编译器主要完成以下一个类的实例时，编译器主要完成以下3件事情：件事情： 1. 为为对象分配内存空间对象分配内存空间(堆堆) 2. 按按缺省值初始化缺省值初始化对象中的实例变量的对象中的实例变量的值值 3. 调用调用对象的对象的构造构造方法方法 栈内存栈内存 堆内存堆内存 p1 New Person(20,175) 产生的对象产生的对象 0 0 age height 栈内存栈内存 堆内存堆内存 p1 New Person(20,175) 产生的对象产生的对象 20 175 age height 0 x3000 栈内存栈内存 p1 New Person

6、(20,175) 产生的对象产生的对象 20 175 age height 堆内存堆内存 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 9 2构造方法的重载构造方法的重载 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 10 （1）缺省的构造方法）缺省的构造方法 public Person() /对象成员变量的初值按对象成员变量的初值按Java规定规定 （2）带参数的构造方法）带参数的构造方法 按按需要将一些指定的参数传递给构造需要将一些指定的参数传递给构造方法方法: public Person(int n) age=n; public class Person private

7、int age; private int height; public static void main(String args) Person p1=new Person(); 通常会按照需要定义多个构造方法，即构造方法的重载通常会按照需要定义多个构造方法，即构造方法的重载 注意注意 显式定义了一个或多个构造方法，且定义的构造方法 都带参数，那么将失去缺省构造方法 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 11 public class Sample1 public class Sample2 public Sample2(int a) System.out.println(My

8、 Constructor); public class Sample3 public Sample3() System.out.println(My Default Constructor); Sample1 s=new Sample1(); Sample2 s=new Sample2(); Sample2 s=new Sample2(0); Sample3 s=new Sample3(); 例例PersonC.java 练习构造方法的创建和重载练习构造方法的创建和重载 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 12 public class PersonC private Str

9、ing name; private int age; PersonC() Sout(The Persons name is unknow, age is unknow.); PersonC(String name) =name; Sout(The Persons name is +name+, age is unknow.); PersonC(String name, int age) =name; this.age=age; Sout(The Persons name is +name+, age is +age); 2021-7-11 中国矿业大学计算机

10、科学与技术学院 13 public static void main(String args) PersonC per1=new PersonC(); PersonC per2=new PersonC(wang li); PersonC per3=new PersonC(li ming,24); 思考思考1：如何计算某个类创建的对象的个数？如何计算某个类创建的对象的个数？ class T public static int tc=0; public T() tc=tc+1; /tc+ class P public static void main(String args) T t1=new T

11、(); System.out.println(T.tc); T t2=new T(); System.out.println(T.tc); 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 14 class T static T tObj=new T(); private T() /私有化构造函数私有化构造函数 public static T getInstance() return tObj; class P public static void main(String args) T t1= T.getInstance(); T t2= T.getInstance(); System.

12、out.println(t1=t2); 思考思考2：如何确保一个类只创建一个对象？如何确保一个类只创建一个对象？ 单单例模式：例模式：一个类有且仅有一个实例， 并且自行实例化向整个系统提供。 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 15 创建对象包括创建对象包括3步：步： 1. 对象的说明对象的说明 2. 对象的实例化对象的实例化 3. 对象的对象的初始化初始化 1对象对象说明说明 对象说明的语法形式为：对象说明的语法形式为： 类类名名 对象名对象名； 例如：例如：Person p1, p2; 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 16 2对象的实例化和初始化对象

13、的实例化和初始化 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 17 对象构造的对象构造的语法形式语法形式为：为： 对象名对象名=new 类构造方法名类构造方法名(实参表实参表); 由由new操作符和相应的构造方法完成：操作符和相应的构造方法完成： new以类为模板，开辟空间并执行相应的构造方法，完成对以类为模板，开辟空间并执行相应的构造方法，完成对 象的实例化和初始化，并返回该象的实例化和初始化，并返回该对象的一个引用对象的一个引用（即该对象（即该对象 所在的内存首地址所在的内存首地址) 对象对象是引用型变量是引用型变量： Person p=new Person(“li ming”,

14、 23); l 访问访问或调用一个对象的成员变量或方法，需要或调用一个对象的成员变量或方法，需要用用“.” 连接对象连接对象和其成员变量或方法。如：和其成员变量或方法。如： System.out.println(); p.sayHello(); l 当类的成员当类的成员变量为变量为private属性时，如果在其它类中要属性时，如果在其它类中要 访问该变量，只能访问该变量，只能通过通过访问器访问器和和修改器方法修改器方法来来访问访问 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 18 Java规范规范中，每个类均有这样中，每个类均有这样3个变量值个变量值： null this

15、 super this：表示表示本本类对象类对象。在在非非静态静态方法中，方法中，this表表 示调用这个方法的对象；在构造方法中，示调用这个方法的对象；在构造方法中，this表表 示新创建的示新创建的对象对象 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 19 1访问访问成员变量及成员变量及方法：方法： 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 20 Person(String name, int age) =name; this.age=age; Person(String n, int a) name=n; age=a; void sayHello(

16、) /和和System.out.println(Hello! My name is+name);等价等价 System.out.println(Hello! My name is +); 2构造方法中，用构造方法中，用this调用另一构造方法调用另一构造方法 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 21 Desk() color=; length=0; width=0; height=0; Desk(String c, int l, int w, int h) color=c; length=l; width=w; height=h; Desk() this(,

17、0,0,0); 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 22 通过通过继承继承可利用已有的可利用已有的类，并扩展类，并扩展它的属性和它的属性和方法方法 如果如果在声明类在声明类A时，指明类时，指明类A继承了类继承了类B，则类则类A通常通常 就拥有了类就拥有了类B的成员变量和的成员变量和方法方法 类类B称为类称为类A的的父类父类（superclass）, 也也称为称为超类超类或或 基基类类 类类A称为类称为类B的的子类子类（subclass），也），也称为称为派生派生类类 Object类类是是Java中所有类的直接父类或间接父中所有类的直接父类或间接父类类 4.6.1 类继承语法形

18、式类继承语法形式 类继承语法形式如下类继承语法形式如下： class SubClassName extends SuperClassName 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 23 子子类的特性类的特性: 子子类拥有其父类的所有属性和类拥有其父类的所有属性和方法（方法（但但父类中说明为父类中说明为 private的属性和方法，子类不可直接的属性和方法，子类不可直接访问访问） 子子类可以对父类的方法类可以对父类的方法覆盖覆盖或或重载重载 例例 SubTest.java 子类与父类继承关系的示例子类与父类继承关系的示例 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 24

19、 class Point int x, y; public static void draw() System.out.println(Point: a Point.); class ColorPoint extends Point String color; public static void draw() System.out.println(ColorPoint: a color point.); class MapPoint extends ColorPoint String name; public static void draw() System.out.println(Map

20、Point: a map color point.); 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 25 public class SubTest public static void main(String args) Point.draw(); ColorPoint.draw(); MapPoint.draw(); 4.6.2 属性的继承、隐藏和添加属性的继承、隐藏和添加 1. 属性属性的继承的继承 子类可以继承父类的子类可以继承父类的所有所有非非private属性属性 通过属性的继承，子类不需要把父类属性的定义部通过属性的继承，子类不需要把父类属性的定义部 分重复定义一分重复定

21、义一遍遍 例如：例如：ColorPoint类自动具有类自动具有Point类的类的坐标坐标x, y属性属性 2. 属性属性的添加的添加 定义定义子类时，加上的新的属性变量，就可以使子类子类时，加上的新的属性变量，就可以使子类 比父类多一些属性比父类多一些属性 例如：例如：ColorPoint类比父类类比父类Point多了一个属性，颜色多了一个属性，颜色 （color） 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 26 4.6.2 属性的继承、隐藏和添加属性的继承、隐藏和添加 3属性的隐藏属性的隐藏 子类重新定义一个与父子类重新定义一个与父类的类的成员变量完全相同的成员变量完全相同的变量

22、变量 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 27 class Living public int age; class Human extends Living public int age; public static void main(String args) Human h1=new Human(); h1.age=20; System.out.println(h1.age); Living living=(Living)h1; System.out.println(living.age); 4.6.3 方法的继承、覆盖、重载和添加方法的继承、覆盖、重载和添加 1方法的

23、方法的继承继承 父类的父类的非私有非私有方法方法可以可以被子类自动被子类自动继承继承 2方法的方法的覆盖覆盖 子子类类中方法中方法和父和父类方法类方法的的首部首部一样，一样，包括包括方法名、参方法名、参 数列表、返回类型数列表、返回类型和和抛出抛出异常异常。但方法体的实现改变但方法体的实现改变 了了 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 28 覆盖的效果？覆盖的效果？ 例例 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 29 class A int method(int x, int y) throws Exception class B extends A int m

24、ethod(int x, int y) throws IOException 覆盖的效果：覆盖的效果：当当B类对象调用类对象调用method方法方法时只会使用时只会使用B类类的的 method版本，而父类版本，而父类A的的method版本被版本被覆盖覆盖 4.6.3 方法的继承、覆盖、重载和添加方法的继承、覆盖、重载和添加 3方法的方法的重载重载 含义：方法名相同，但参数列表不同含义：方法名相同，但参数列表不同 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 30 class A int method(int x, int y) throws Exception class B exte

25、nds A int method(double x, int y) throws IOException 重载的效果：父重载的效果：父类的类的method版本不会被版本不会被覆盖，覆盖，在在子类子类B 中有两中有两个个method方法，一个来自父类，一个方法，一个来自父类，一个自己加的自己加的 4.6.3 方法的继承、覆盖、重载和添加方法的继承、覆盖、重载和添加 3方法的方法的重载重载 重载只能重载只能通过通过不同的参数表不同的参数表样式样式 不能不能通过访问权限、返回类型、抛出的异常进行通过访问权限、返回类型、抛出的异常进行重载重载 被被重载的方法不能为重载的方法不能为private，否则在

26、其子类中只是新，否则在其子类中只是新 定义了一个方法，并没有对其进行定义了一个方法，并没有对其进行重载重载 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 31 class A public void PrintNumber(int a) System.out.println(+a); class B extends A public void PrintNumber(int a, int b) System.out.println(a); public static void main(String args) B b=new B(); b.PrintNumber(100); 习题习题

27、1：分析下列程序输出结果：分析下列程序输出结果 结果：结果：101 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 32 class A public void PrintNumber(int a) System.out.println(+a); class B extends A public void PrintNumber(int a) System.out.println(-a); public static void main(String args) B b=new B(); b.PrintNumber(100); 习题习题2：分析下列程序输出结果：分析下列程序输出结果 结果

28、：结果：99 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 33 v静态静态成员为该类及该类的所有子类所共有成员为该类及该类的所有子类所共有 class A public static int b=10; class Test extends A public static void main(String args) Test.b=20; System.out.println(A.b); 20 静态成员变量的静态成员变量的继承继承 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 34 v如果子类中新定义的静态成员变量与父类中的某个静如果子类中新定义的静态成员变量与父类中的某个静

29、 态成员变量同名，则这两个静态成员变量相互态成员变量同名，则这两个静态成员变量相互独立独立 class Living public static int age; class Human extends Living public static int age; public static void main(String args) Human.age=20; System.out.println(Living.age); 静态静态成员变量的继承成员变量的继承 0 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 35 4.6.3 方法的继承、覆盖、重载和添加方法的继承、覆盖、重载和添加

30、 4方法的添加方法的添加 子类可以新加一些方法，以针对子类实现相应的功能子类可以新加一些方法，以针对子类实现相应的功能 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 36 注意：注意：在继承机制中，不允许在子类中降低成在继承机制中，不允许在子类中降低成 员员( (包括变量和方法包括变量和方法) )的访问的访问权限权限 如果如果一个方法在父类中是一个方法在父类中是protectedprotected的，那的，那 么在子类中要重载或覆盖该方法时，就不能么在子类中要重载或覆盖该方法时，就不能 把该方法改成是缺省或把该方法改成是缺省或privateprivate，否则会出，否则会出 现编译现编

31、译错误错误 4.6.4 super的使用的使用 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 37 supersuper：代表父类对象，在继承中有：代表父类对象，在继承中有重要作用重要作用 使用情况：使用情况： 1 1 、子类隐藏了超类中的变量或方法，而在程序中又要、子类隐藏了超类中的变量或方法，而在程序中又要 使用超类中被隐藏的变量或方法时使用超类中被隐藏的变量或方法时 格式：格式：super.super.变量变量 ; super.; super.方法方法(参数表参数表) 2 2 、在子类的构造方法中引用超类的构造方法时、在子类的构造方法中引用超类的构造方法时 格式：格式： supe

32、r(super(参数表参数表) 想一想：构造方法能继承吗？想一想：构造方法能继承吗？ 不能不能，但子，但子类的构造方法能确保它的直接父类类的构造方法能确保它的直接父类 和间接父类的构造方法都被调用和间接父类的构造方法都被调用 class Living public int age; class Human extends Living public int age; void setAge(int x, int y) this.age=x; /age=x; super.age=y; age Living类类 的对象的对象 age Human类类 的对象的对象 age 继承自继承自 Living

33、类类 (super.age) Human类类 新定义的新定义的 成员变量成员变量 1、使用、使用super访问父类的属性和方法访问父类的属性和方法 子类隐藏了超类中的变量或方法，而在程序中又要使子类隐藏了超类中的变量或方法，而在程序中又要使 用超类中被隐藏的变量或方法时用超类中被隐藏的变量或方法时 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 38 例例 super 使用使用举例举例 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 39 public class City extends Country String name; void value() name = Hefei

34、; super.value(); / 调用同名的调用同名的方法方法 System.out.println(name); System.out.println();/ 调用同名的成员变量调用同名的成员变量 System.out.println(); public static void main(String args) City c = new City(); c.value(); class Country String name; void value() name = China; 如果把如果把City类中的类中的 “String name;”语句语

35、句 注释注释掉，程序掉，程序会输出？会输出？ 2使用使用super在子类中调用父类的构造方法在子类中调用父类的构造方法 构造方法不能继承，并不构造方法不能继承，并不意味着子类不能调用父类的构意味着子类不能调用父类的构 造造方法方法 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 40 class Point int x, int y; Point(int x, int y) class ColorPoint extends Point String color; ColorPoint(int x, int y) super(x, y);/必须放在第一句 ColorPoint(String

36、 color, int x, int y) super(x, y); this.color=color; 3使用使用super的注意事项的注意事项 super可以访问直接父类和间接父类的属性和 方法 super不能在static环境中使用，包括类变量、 类方法和static语句块 使用super不能访问本类定义的属性和方法 在构造方法中使用时，super语句必须放在 第一句 在子类的构造方法中，super可以不明确使用， 也可以明确使用 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 41 4明确使用明确使用super调用父类构造方法调用父类构造方法 2021-7-11 中国矿业大学计算

37、机科学与技术学院 42 class Point int x=0; Point(int x) this.x=x; class MapPoint extends Point MapPoint() super(3); System.out.println(MapPoint(); public static void main(String args) new MapPoint(); class Point int x=0; Point(int x) this.x=x; class MapPoint extends Point MapPoint() System.out.println(MapPoin

38、t(); public static void main(String args) new MapPoint(); 不明确使用不明确使用super调用父类构造方法调用父类构造方法 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 43 程序程序会出现编译错误会出现编译错误why? super(); 子类没有子类没有明确使用明确使用super，系统自动系统自动在构在构 造方法中加上造方法中加上super()，调用，调用直接父类的直接父类的不不 带参数的构造方法带参数的构造方法，Point类中没有定义类中没有定义 不带参数的构造方法，所以编译通不带参数的构造方法，所以编译通不过不过 不明确使用

39、不明确使用super调用父类构造方法调用父类构造方法 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 44 1. 在在MapPoint的构造方法中，明确使用的构造方法中，明确使用super来调用父类来调用父类 已有的构造方法，如已有的构造方法，如super(3); 2. 在在Point中加入一个不带参数的构造方法，如中加入一个不带参数的构造方法，如Point(); 3. 去掉去掉Point中全部的构造方法，则编译器会自动加入一个中全部的构造方法，则编译器会自动加入一个 不带参数的构造不带参数的构造方法方法(缺省缺省构造构造方法方法) 解决办法：解决办法： 建议：在子类的构造方法中建议：在

40、子类的构造方法中最好最好明确明确使用使用super调用父类的调用父类的 构造方法给从父类继承来的变量初始化构造方法给从父类继承来的变量初始化 class MapPoint extends Point MapPoint() System.out.println(MapPoint(); public class ColorPoint extends MapPoint A a = new A(); B b = new B(); ColorPoint() System.out.println(ColorPoint(); public static void main(String args) new

41、ColorPoint(); 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 45 构造方法的调用顺序构造方法的调用顺序 class A A() Sout(A(); class B B() Sout(B(); class Point Point() Sout(Point(); 运行结果？运行结果？ Point() MapPoint() A() B() ColorPoint() 构造方法的调用顺序构造方法的调用顺序 构造构造方法调用方法调用顺序：顺序： 首先调用父类的构造方法。这个步骤会反复递归，首先调用父类的构造方法。这个步骤会反复递归， 使继承阶层的根源最先被构建，然后是次一层的子使继承

42、阶层的根源最先被构建，然后是次一层的子 类，直至最末一层子类为止；类，直至最末一层子类为止； 根据各个成员的声明顺序，执行成员变量的初始化根据各个成员的声明顺序，执行成员变量的初始化 赋值；赋值； 执行该构造方法中的各执行该构造方法中的各语句语句 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 46 在创建对象时，保证所有直接和间接父类（的构造在创建对象时，保证所有直接和间接父类（的构造 方法都被调用，并遵循上面的调用顺序是很重要方法都被调用，并遵循上面的调用顺序是很重要的的 思考思考 父类父类A中中的构造函数有三个参数的构造函数有三个参数, 而而子子类类B中中的构造函数的构造函数 没有

43、没有, 请问请问如果有下列情形会不会出错如果有下列情形会不会出错, 如果如果出错应该怎出错应该怎 么改么改? 1). B b=new B(); 2). B b=new B(参数参数1,参数参数2,参数参数3); 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 47 建议：在写多个继承关系的类时，尽量在子类的构造方法建议：在写多个继承关系的类时，尽量在子类的构造方法 中明确使用中明确使用super调用父类的构造方法调用父类的构造方法 1. 可以可以有效使用现有的父类构造方法的代码，而不必重有效使用现有的父类构造方法的代码，而不必重 复书写复书写 2. 可以可以避免以上系统自动调用父类构造方

44、法出现的问题避免以上系统自动调用父类构造方法出现的问题 4.6.5 父类对象与子类对象的转换父类对象与子类对象的转换 类的实例对象之间可以相互进行类型转换，分为类的实例对象之间可以相互进行类型转换，分为： 1. 隐隐式自动类型转换式自动类型转换 2. 显示显示强迫类型转换强迫类型转换 其中其中，显式强迫类型转换格式：，显式强迫类型转换格式： （类名）类对象（类名）类对象 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 48 4.6.5 父类对象与子类对象的转换父类对象与子类对象的转换 父父类对象和子类对象的转化类对象和子类对象的转化需遵循需遵循如下原则：如下原则： 1. 子类对象转为父类

45、对象时，可以是显式的或隐 式的, 子类对象直接向父类对象赋值 2. 父类对象不能被任意的转换成某一子类的对象， 只有父类对象指向的实际是一个子类对象，那 么这个父类对象可以转换成子类对象，此时必 须用强制类型转换 3. 如果一个方法的形参定义的是父类对象，那么 调用这个方法时，可以使用子类对象作为实参 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 49 例例 TypeV.java 父父类和子类之间的类型类和子类之间的类型转换转换 2021-7-11 中国矿业大学计算机科学与技术学院 50 class ClassA String s = Class: A; class ClassB ex