Java面向对象程序设计_下

1、智 能 家 居 系 统Smart Home System团队：夏继媛 晏 凯 唐建东 吴丽春 张立涓 许亚兰 张秀君 面向对象程序设计（二）l类的继承lfinal关键字l抽象类和接口l包l异常l访问控制一、 类的继承o 1.1 继承的概念继承的概念n程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。n在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。在程序中，如果想声明一个类继承另一个类，需要使用extends关键字，接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的

2、。o 1.1 继承的概念继承的概念n程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。n在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。在程序中，如果想声明一个类继承另一个类，需要使用extends关键字，接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的。一、 类的继承一、 类的继承o 1.1 继承的概念继承的概念n在类的继承中，需要注意一些问题，具体如下：n1、在Java中，类只支持单继承，不允许多重继承，也就是说一个类只能有一个直接父类，例如下面这种情况是不合

3、法的。n2、多个类可以继承一个父类，例如下面这种情况是允许的。一、 类的继承o 1.1 继承的概念继承的概念n在类的继承中，需要注意一些问题，具体如下：n3、在Java中，多层继承是可以的，即一个类的父类可以再去继承另外的父类，例如C类继承自B类，而B类又可以去继承A类，这时，C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。一、 类的继承一、 类的继承o 1.2重写父类方法重写父类方法n在继承关系中，子类会自动继承父类中定义的方法，但有时在子类中需要对继承的方法进行一些修改，即对父类的方法进行重写。需要注意的是，在子类中重写的方法需要和父类被重写的方法具有相同的方法名、参数列表以及返回值类型。一

4、、类的继承o 1.2重写父类方法重写父类方法n从上例的运行结果可以看出，当子类重写父类的方法后，子类对象将无法访问父类被重写的方法，为了解决这个问题，在Java中专门提供了一个super关键字用于访问父类的成员。例如访问父类的成员变量、成员方法和构造方法。接下来分两种情况来学习一下super关键字的具体用法。n1、使用super关键字调用父类的成员变量和成员方法。具体格式如下：一、类的继承o 1.2重写父类方法重写父类方法n2、使用super关键字调用父类的构造方法。具体格式如下：一、类的继承o 1.2重写父类方法重写父类方法n上例中在实例化Dog对象时一定会调用Dog类的构造方法。从运行结果

5、可以看出，Dog类的构造方法被调用时父类的构造方法也被调用了。需要注意的是，通过super调用父类构造方法的代码必须位于子类构造方法的第一行，并且只能出现一次。n将上例第11行代码去掉，再次编译程序会报错:一、类的继承o 1.2重写父类方法重写父类方法n出错的原因是，在子类的构造方法中一定会调用父类的某个构造方法。这时可以在子类的构造方法中通过super指定调用父类的哪个构造方法，如果没有指定，在实例化子类对象时，会自动调用父类无参的构造方法。n为了解决上述程序的编译错误，可以在子类中显示地调用父类中已有的构造方法，当然也可以选择在父类中定义无参的构造方法，现将上例中的Animal类进行修改，

6、如图所示。一、类的继承二、final关键字o final关键字可用于修饰类、变量和方法，它有“这是无法改变的”或者“最终”的含义，因此被final修饰的类、变量和方法将具有以下特性：n1、final修饰的类不能被继承。n2、final修饰的方法不能被子类重写。n3、final修饰的变量（成员变量和局部变量）是常量，只能赋值一次。o 2.1 final关键字修饰类关键字修饰类nJava中的类被final关键字修饰后，该类将不可以被继承，也就是不能够派生子类。接下来通过一个案例来验证。二、final关键字o 2.2 final关键字修饰方法关键字修饰方法n当一个类的方法被final关键字修饰后，这

7、个类的子类将不能重写该方法。二、final关键字这是因为Animal类的shout()方法被final所修饰。由此可见，被final关键字修饰的方法为最终方法，子类不能对该方法进行重写。正是由于final的这种特性，当在父类中的定义某个方法时，如果不希望被子类重写，就可以使用final关键字修饰该方法。二、final关键字这是因为使用final关键字修饰成员变量时，虚拟机不会对其进行初始化。因此使用final修饰成员变量时，需要在定义变量的同时赋予一个初始值，下面将第2行代码修改为：final String name = 李芳; / 为final关键字修饰的name属性赋值三、抽象类和接口o

8、3. 1 抽象类抽象类n当定义一个类时，常常需要定义一些方法来描述该类的行为特征，但有时这些方法的实现方式是无法确定的。n针对上面描述的情况，Java允许在定义方法时不写方法体，不包含方法体的方法为抽象方法，抽象方法必须使用abstract关键字来修饰，具体示例如下：o 3.1 抽象类抽象类n当一个类中包含了抽象方法，该类必须使用abstract关键字来修饰，使用abstract关键字修饰的类为抽象类，具体示例如下:三、抽象类和接口o 3. 1 抽象类抽象类n在定义抽象类时需要注意，包含抽象方法的类必须声明为抽象类，但抽象类可以不包含任何抽象方法，只需使用abstract关键字来修饰即可。另外

9、，抽象类是不可以被实例化的，因为抽象类中有可能包含抽象方法，抽象方法是没有方法体的，不可以被调用。如果想调用抽象类中定义的方法，则需要创建一个子类，在子类中将抽象类中的抽象方法进行实现。三、抽象类和接口o 3.2 接口接口n如果一个抽象类中的所有方法都是抽象的，则可以将这个类用另外一种方式来定义，即接口。在定义接口时，需要使用interface关键字来声明，具体示例如下：n从示例中会发现抽象方法breathe()并没有使用abstract关键字来修饰，这是因为接口中定义的方法和变量都包含一些默认修饰符。接口中定义的方法默认使用“public abstract”来修饰，即抽象方法。接口中的变量默

10、认使用“public static final”来修饰，即全局常量。三、抽象类和接口o 3. 2 接口接口n由于接口中的方法都是抽象方法，因此不能通过实例化对象的方式来调用接口中的方法。此时需要定义一个类，并使用implements关键字实现接口中所有的方法。三、抽象类和接口四、异常o 4.1 什么是异常什么是异常n在程序运行的过程中，也会发生这种非正常状况，比如程序运行时磁盘空间不足，网络连接中断，被装载的类不存在。针对这种情况，在Java语言中，引入了异常，以异常类的形式对这些非正常情况进行封装，通过异常处理机制对程序运行时发生的各种问题进行处理。接下来通过一个案例来认识一下什么是异常：程

11、序发生了算数异常（ArithmeticException），这个异常是由于程序中的第3行代码调用divide()方法时传入了参数0，在方法中的第8行代码的运算中出现了被0除的错误。在这个异常发生后，程序会立即结束，无法继续向下执行。o 4.1 什么是异常什么是异常n在上例中产生了一个ArithmeticException异常，ArithmeticException异常只是Java异常类中的一种，在Java中还提供了大量的异常类，这些类都继承自java.lang.Throwable类。接下来通过一张图来展示Throwable类的继承体系。四、异常o 4.1 什么是异常什么是异常nThrowabl

12、e有两个直接子类Error和Exception，其中Error代表程序中产生的错误，Exception代表程序中产生的异常。oError类称为错误类，它表示Java运行时产生的系统内部错误或资源耗尽的错误，是比较严重的，仅靠修改程序本身是不能恢复执行的。举一个生活中的例子，在盖楼的过程中因偷工减料，导致大楼坍塌，这就相当于一个Error。使用java命令去运行一个不存在的类就会出现Error错误。四、异常o 4.1 什么是异常什么是异常nThrowable有两个直接子类Error和Exception，其中Error代表程序中产生的错误，Exception代表程序中产生的异常。oExceptio

13、n类称为异常类，它表示程序本身可以处理的错误，在开发Java程序中进行的异常处理，都是针对Excption类及其子类。在Exception类的众多子类中有一个特殊的RuntimeException类，该类及其子类用于表示运行时异常，除了此类，Exception类下所有其它的子类都用于表示编译时异常。四、异常o 4.1 什么是异常什么是异常nThrowable类中的常用方法四、异常o 4.2 trycatchn上例由于发生了异常，程序立即终止，无法继续向下执行。为了解决这样的问题，Java中提供了一种对异常进行处理的方式异常捕获。异常捕获通常使用trycatch语句，具体语法格式如下：其中在tr

14、y代码块中编写可能发生异常的Java语句，catch代码块中编写针对异常进行处理的代码。当try代码块中的程序发生了异常，系统会将这个异常的信息封装成一个异常对象，并将这个对象传递给catch代码块。catch代码块需要一个形参指明它所能够接收的异常类型，这个参数的类型必须是Exception类或其子类。四、异常o 4.2 trycatchn接下来使用try.catch语句对上例中出现的异常进行捕获。四、异常五、包(package)o 5.1 包的定义与使用包的定义与使用n为了便于对硬盘上的文件进行管理，通常都会将文件分目录进行存放。同理，在程序开发中，也需要将编写的类分目录存放便于管理，为此

15、，Java引入了包(package)机制，程序可以通过声明包的方式对Java类定义目录。nJava中的包是专门用来存放类的，通常功能相同的类存放在相同的包中。在声明包时，使用package语句，具体示例如下：n需要注意的是，包的声明只能位于Java源文件的第一行。o 5.1 包的定义与使用包的定义与使用n接下来以HelloWorld为例，讲解如何使用包机制管理Java类文件。五、包(package)o 5.1 包的定义与使用包的定义与使用n在当前目录下查看包名“cn.itcast”对应的“cnitcast”目录，发现该目录下存放了HelloWorld.class文件。五、包(package)o

16、 5.2 import语句语句n在程序开发中，位于不同包中的类经常需要互相调用。例如，目录“D:packageTest” 下有两个源文件，分别是Student.java和Test.java。五、包(package)o 5.2 import语句语句nJava中提供了import关键字，使用import可以在程序中一次导入某个指定包下的类，具体格式如下所示：n需要注意的是，import通常出现在package语句之后，类定义之前。修改后的Test类如图所示。五、包(package)o 5.2 import语句语句n在JDK中，不同功能的类都放在不同的包中，其中Java的核心类主要放在java这个包

17、以及其子包下，Java扩展的大部分类都放在javax包以及其子包下。为了便于后面的学习，接下来简单介绍Java语言中的常用包。ojava.lang:包含Java语言的核心类，如String、Math、System和Thread类等，使用这个包中的类无须使用import语句导入，系统会自动导入这个包下的所有类。ojava.util:包含Java中大量工具类、集合类等，例如Arrays、List、Set等。:包含Java网络编程相关的类和接口。ojava.io:包含了Java输入、输出有关的类和接口。ojava.awt:包含用于构建图形界面(GUI)的相关类和接口。五、包(package)o 在Java中，针对类、成员方法和属性提供了四种访问级别，分别是private、default、protected和public。接下来通过一个图将这四种控制级别由小到大依次列出:六、访问控制nprivate(类访问级别) ：如果类的成员被private访问控制符来修饰，则这个成员只能被该类的其它成员访问，其它类无法直接访问。实现类的良好封装。ndefault(包访问级别) ：如果一个类或者类的成员不使用任何访问控制符修饰，则称它为默认访问控制级别，这个类或者类的成员只能被本包中的其它类访问。nprotected(子类访问级别) ：如果一个类的成员被protected访问控制符修饰，那么这个