Java 面向对象的几个概念

发表于 2016-07-01 标签 Java

本文主要记录Java面向对象中几个容易混淆的概念。主要包括重写(override)与重载(overload)，多态，抽象类与接口。

继承

在Java中，类的继承是单一继承，一个子类只能拥有一个父类。通过extends关键字实现类的继承。所有Java的类均是由java.lang.Object类继承而来的，所以Object是所有类的祖先类，而除了Object外，所有类必须有一个父类。

通过instanceof关键字可以判断一个对象是不是一个类的实例。见下面的例子：

//A.java
class A{
}

//B.java
class B extends A{
  public static void main(String[] args){
  A a = new A();
  B b = new B();
  System.out.println(a instanceof A);
  System.out.println(b instanceof B);
  System.out.println(a instanceof B);
  System.out.println(b instanceof A);
  }
}

上述代码的输出为

true
true
false
true

也就是说子类的对象也是父类的一个实例。

重写(override)与重载(overload)

重写(override)

重写(override)是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写,返回值和形参都不能改变。

重写有以下几点规则

参数列表和返回类型必须完全与被重写方法相同；
访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
子类只能重写有访问权限的父类方法，在此基础上声明为final的方法不能被重写。
重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以
构造方法不能被重写。如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法

详见下面的例子：

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}

public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      a.move();// 执行 Animal 类的方法
      b.move();//执行 Dog 类的方法
   }
}

在上面的例子中可以看到，尽管b属于Animal类型，但是它运行的是Dog类的move方法。这是由于在编译阶段，只是检查参数的引用类型。然而在运行时，Java虚拟机(JVM)指定对象的类型并且运行该对象的方法。因此在上面的例子中，之所以能编译成功，是因为Animal类中存在move方法，然而运行时，运行的是特定对象的方法。而这就是一个典型的多态例子。

再看看下面的例子能更好地理解上面的话

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
   public void bark(){
      System.out.println("狗可以吠叫");
   }
}

public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      a.move();// 执行 Animal 类的方法
      b.move();//执行 Dog 类的方法
      b.bark();
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

TestDog.java:30: cannot find symbol
symbol  : method bark()
location: class Animal
                b.bark();
                 ^

该程序将抛出一个编译错误，因为b的引用类型Animal没有bark方法。

当需要在子类中调用父类的被重写方法时，要使用super关键字。

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}

class Dog extends Animal{
   public void move(){
      super.move(); // 应用super类的方法
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}

public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      b.move(); //执行 Dog类的方法
   }
}

以上实例编译运行结果如下：

1 2	动物可以移动狗可以跑和走

重载(overload)

重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同，返回类型可以相同也可以不同。

重载有以下几点规则

被重载的方法必须改变参数列表；
被重载的方法可以改变返回类型；
被重载的方法可以改变访问修饰符，没有限制权限只能变大或变小的限制
方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。

见下面的例子

public class Overloading {
 
	public int test(){
		System.out.println("test1");
		return 1;
	}
 
	public void test(int a){
		System.out.println("test2");
	}	
 
	//以下两个参数类型顺序不同
	public String test(int a,String s){
		System.out.println("test3");
		return "returntest3";
	}	
 
	public String test(String s,int a){
		System.out.println("test4");
		return "returntest4";
	}	
 
	public static void main(String[] args){
		Overloading o = new Overloading();
		System.out.println(o.test());
		o.test(1);
		System.out.println(o.test(1,"test3"));
		System.out.println(o.test("test4",1));
	}
}

重写(override)与重载(overload)的区别

区别点	重写(override)	重载(overload)
参数列表	不能改变	必须改变
返回类型	不能改变	可以改变
范围	只能在子类中重写	可以在当前类或子类中重载
权限	重写的方法的访问权限只能变大	重载方法的访问权限无变化限制
异常	可以减少或删除，不能抛出新的或者更广的异常	无添加减少的限制

多态

从字面上的意思解释，多态是同一个行为具有多个不同表现形态的能力。反映在Java面向对象中指的是同一方法（参数列表和返回类型都相同）有具有多种实现方式。

因此，结合上面说到的内容，多态存在有以下三个必要条件:

继承
重写
父类引用指向子类对象

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。

上面的重写所提到的例子就是一个典型的多态例子。

抽象类与接口

抽象类

抽象类不能实例化对象，抽象类的用途在于声明了一系列需要被继承并实现的抽象方法，然后被其他类继承并实现。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

抽象类通过abstract class来定义，同时需要注意如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类；但是抽象类可以不包含抽象方法，也可以同时包含抽象方法和非抽象方法。

见下面的例子

// Employee.java
public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public abstract double computePay();
}

// seller.java
public  class seller
{
    public double computePay
     {
     
     }
}

继承抽象类后需要注意下面两点：

如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
任何子类必须重写父类所有的抽象方法，否则需要声明自身为抽象类。

接口（interface）

接口（英文：Interface），在JAVA中是抽象方法的集合，接口通常以 interface 来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

接口有以下特性：

接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键子。
接口中的方法都是公有的。

如下面就声明了一个接口：

interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。 类使用implements关键字实现接口,且一个类可以实现多个接口。

下面是实现上面的接口的一个例子：

public class MammalInt implements Animal{

   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }

   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 

   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }

   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，见下面的例子

// Sports.java
public interface Sports
{
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}

// Football.java
public interface Football extends Sports
{
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}

除此之外，接口还允许多继承，但是 Java 中是不允许类的多继承的。如下面的接口就继承了上面的两个接口

public interface Socer extends Sports, Football
{
  
}

接口与抽象类非常相似，两者的区别入下：

区别	接口	抽象类
继承(实现)的个数	一个类可实现多个接口	一个类仅能继承一个抽象类
内部是否可以含有实现的方法	没有实现的方法	可以有实现的方法

参考：http://www.runoob.com/java