继承的作用 抽取子类共性的内容实现继承的格式 继承是通过extends实现类与类之间产生关系,子类可以直接调用父类中的非私有成员
格式:
public class 子类 extends 父类 {}
范例:
//父类 public class Fu { }
//子类 public class Zi extends Fu { }继承带来的好处继承可以让类与类之间产生关系,子父类关系,产生子父类后,子类则可以使用父类中非私有的成员。
示例代码
//父类 public class Fu { public void show() { System.out.println("show方法被调用"); } }
//子类 public class Zi extends Fu { public void method() { System.out.println("method方法被调用"); } }
//测试类 public class Demo { public static void main(String[] args) { //创建对象,调用方法 Fu f = new Fu(); f.show(); Zi z = new Zi(); z.method(); z.show(); } }
继承弊端继承是侵入性的降低了代码的灵活性(继承关系,导致子类必须拥有父类非私有属性和方法,人子类自由的世界中多了些约束)增强了代码的耦合性(代码与代码之间存在关联都可以将其称为耦合)总结: 提升了代码 (复用性、维护性) ,是多态的前提
总结: 降低了代码的灵活性,增强了代码的耦合性
什么时候使用继承?
当类与类之间,存在相同(共性)的内容,并且产生了is a的关系,就可以考虑使用继承,来优化代码。总结:
使用继承,需要考虑类与类之间是否存在is..a的关系,不能盲目使用继承 is..a的关系:谁是谁的一种。例如:老师和学生是人的一种,那人就是父类,学生和老师就是子类
学生类:姓名,年龄) ———————————》人类:姓名,年龄 老师类:姓名,年龄)
在Java语言中,类只支持单继承,不支持多继承,但可以多层继承。
错误范例:public class C extends A,B{ }
Java中类支持多层继承
多层继承示例代码package com.itheima.day02; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Granddad { public void drink() { System.out.println("爷爷爱喝酒"); } }
package com.itheima.day02; /** @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Father extends Granddad { public void smoke() { System.out.println("爸爸爱抽烟"); } }
package com.itheima.day02; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Mother { public void dance() { System.out.println("妈妈爱跳舞"); } }
package com.itheima.day02; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Son extends Father { // 此时,Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法 }
问题:为什么不支持多继承? 先举一个多重继承的例子,我们定义一个动物(类)既是狗(父类1)也是猫(父类2),两个父类都有“叫”这个方法。那么当我们调用“叫”这个方法时,它就不知道是狗叫还是猫叫了,这就是多重继承的冲突。因此,Java不支持多继承。
在子类方法中访问一个变量,采用就近原则。
子类局部范围找子类成员范围找父类成员范围找如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)示例代码
//只是进行演示,不建议在一个文件里写多个类。 class Fu { int num = 10; } class Zi { int num = 20; public void show(){ int num = 30; System.out.println(num); System.out.println(this.num); System.out.println(super.num); } } public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); z.show(); // 输出show方法中的局部变量30 } }
注意: 如果子父类中,出现了重名的成员变量,通过就近原则,会优先于子类。 如果一定要访问父类的,那么可以通过super关键字,进行区分。
关键字 | 成员变量 | 成员方法 | 构造方法 |
---|---|---|---|
this | this.成员变量 - 访问本内成员变量 | this.成员方法() - 访问本内成员方法 | this(...) - 访问本内构造方法 |
super | super.成员变量 - 访问父类成员变量 | super.成员方法() - 访问父类成员方法 | super(...) - 访问父类构造方法 |
通过子类对象访问一个方法
子类成员范围找父类成员范围找如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)子类中所有的构造方法都会默认的访问父类的无参构造方法
子类在初始化的时候,有可能会使用到父类中的数据,如果父类没有完成初始化,子类将无法使用父类的数据。为什么会这么访问?
总结:子类初始化之前,一定会先完成父类初始化 怎么初始化?
构造方法的第一条语句默认都是super();,若没指定底层也会自动添加。问题:如果父类中没有无参构造方法,只有带参构造方法,该怎么办呢?
通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法子类通过this去调用本类的其他构造方法,本类其他构造方法再通过super去手动调用父类的带参的构造方法this(…)super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句,并且二者不能共存
注意:如果我们编写的类,没有手动指定父类,系统也会自动继承Object(Java继承体系中的最顶层父类----鼻祖)
Override注解用来检测当前的方法,是否是重写的方法,起到【校验】的作用方法重写的应用场景 当子类需要父类的功能,而功能主体子类有自己特有内容时,可以重写父类中的方法,这样,即沿袭了父类的功能,又定义了子类特有的内容
package com.itheima.day02; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Fu { private void show() { System.out.println("Fu中show()方法被调用"); } void method() { System.out.println("Fu中method()方法被调用"); } }
package com.itheima.day02; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Zi extends Fu { /* 编译【出错】,子类不能重写父类私有的方法*/ @Override private void show() { System.out.println("Zi中show()方法被调用"); } /* 编译【出错】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */ @Override private void method() { System.out.println("Zi中method()方法被调用"); } /* 编译【通过】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */ @Override public void method() { System.out.println("Zi中method()方法被调用"); } }
重载是单个类中多态性的不同表现 重写是派生类和基类之间的不同表现 定义上的不同:
重载是一个类中不同的方法使用相同的方法名,但是参数列表个数不同或类型不同,调用时也是按照参数列表来区分 重写是在派生类中重新对父类中的方法重新实现,方法名,参数列表,返回值都与父类中相同,只是方法实现体不同 规则上的不同:
重载参数列表必须不同,重写必须相同重载与返回值无关,重写返回值必须相同重载可以抛出不同的异常,重写抛出的异常必须小于等于父类重载可以有不同的访问修饰符,重写的访问修饰符必须大于等于父类
修饰符 | 同一个类中 | 同一个包中子类无关类 | 不同包的子类 | 不同包的无关类 |
---|---|---|---|---|
private | √ | |||
默认 | √ | √ | ||
protected | √ | √ | √ | |
public | √ | √ | √ | √ |
需求
把学生类和老师类共性的内容向上抽取,抽取到出一个 Person 父类,让学生类和老师类继承 Person 类
实现步骤
抽取Person类 优化StudentController类中,inputStudentInfo方法,将setXxx赋值方式,改进为构造方法初始化 注意:直接修改这种操作方式,不符合我们开发中的一个原则 开闭原则 ( 对扩展开放对修改关闭 ) : 尽量在不更改原有代码的前提下以完成需求 解决:重新创建一个OtherStudentController类 编写新的inputStudentInfo方法 根据StudentController类、OtherStudentController类,向上抽取出BaseStudentController类 再让StudentController类、OtherStudentController类,继承BaseStudentController类代码实现
Person类及学生类和老师类
package com.itheima.edu.info.manager.domain; /** * @Author: ✎﹏ Sunflower丶 */ public class Person { private String id; private String name; private String age; private String birthday; public Person() { } public Person(String id, String name, String age, String birthday) { this.id = id; this.name = name; this.age = age; this.birthday = birthday; } public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAge() { return age; } public void setAge(String age) { this.age = age; } public String getBirthday() { return birthday; } public void setBirthday(String birthday) { this.birthday = birthday; } }
// Student类 public class Student extends Person { public Student() { } public Student(String id, String name, String age, String birthday) { super(id, name, age, birthday); } }
// Teacher类 public class Teacher extends Person { public Teacher() { } public Teacher(String id, String name, String age, String birthday) { super(id, name, age, birthday); } }
BaseStudentController类
public abstract class BaseStudentController { // 业务员对象 private StudentService studentService = new StudentService(); private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单 public void start() { //Scanner sc = new Scanner(System.in); studentLoop: while (true) { System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------"); System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生 2.删除学生 3.修改学生 4.查看学生 5.退出"); String choice = sc.next(); switch (choice) { case "1": // System.out.println("添加"); addStudent(); break; case "2": // System.out.println("删除"); deleteStudentById(); break; case "3": // System.out.println("修改"); updateStudent(); break; case "4": // System.out.println("查询"); findAllStudent(); break; case "5": System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!"); break studentLoop; default: System.out.println("您的输入有误, 请重新输入"); break; } } } // 修改学生方法 public void updateStudent() { String updateId = inputStudentId(); Student newStu = inputStudentInfo(updateId); studentService.updateStudent(updateId, newStu); System.out.println("修改成功!"); } // 删除学生方法 public void deleteStudentById() { String delId = inputStudentId(); // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生 studentService.deleteStudentById(delId); // 4. 提示删除成功 System.out.println("删除成功!"); } // 查看学生方法 public void findAllStudent() { // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组 Student[] stus = studentService.findAllStudent(); // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null if (stus == null) { System.out.println("查无信息, 请添加后重试"); return; } // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台 System.out.println("学号 姓名 年龄 生日"); for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if (stu != null) { System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName() + " " + stu.getAge() + " " + stu.getBirthday()); } } } // 添加学生方法 public void addStudent() { // StudentService studentService = new StudentService(); // 1. 键盘接收学生信息 String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean flag = studentService.isExists(id); if (flag) { System.out.println("学号已被占用, 请重新输入"); } else { break; } } Student stu = inputStudentInfo(id); // 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法 boolean result = studentService.addStudent(stu); // 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功失败 if (result) { System.out.println("添加成功"); } else { System.out.println("添加失败"); } } // 键盘录入学生id public String inputStudentId() { String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean exists = studentService.isExists(id); if (!exists) { System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:"); } else { break; } } return id; } // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 public Student inputStudentInfo(String id){ return null; } }
StudentController类
public class StudentController extends BaseStudentController { private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 @Override public Student inputStudentInfo(String id) { System.out.println("请输入学生姓名:"); String name = sc.next(); System.out.println("请输入学生年龄:"); String age = sc.next(); System.out.println("请输入学生生日:"); String birthday = sc.next(); Student stu = new Student(); stu.setId(id); stu.setName(name); stu.setAge(age); stu.setBirthday(birthday); return stu; } }
OtherStudentController类
public class OtherStudentController extends BaseStudentController { private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 @Override public Student inputStudentInfo(String id) { System.out.println("请输入学生姓名:"); String name = sc.next(); System.out.println("请输入学生年龄:"); String age = sc.next(); System.out.println("请输入学生生日:"); String birthday = sc.next(); Student stu = new Student(id,name,age,birthday); return stu; } }
抽象方法:将共性的行为 (方法) 抽取到父类之后,发现该方法的实现逻辑无法在父类中给出具体明确,该方法就可以定义为抽象方法。
抽象方法的定义格式:范例:public abstract 返回值类型 方法名 (参数列表);
public abstract void method();
抽象类:如果一个类中存在抽象方法,那么该类就必须声明为抽象类。
抽象方法的定义格式:范例:public abstract class 类名{}
public abstract class Student{}
抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰
//抽象类的定义 public abstract class 类名 {} //抽象方法的定义 public abstract void eat();
抽象类中不一定有抽象方法,有抽象方法的类一定是抽象类抽象类不能实例化抽象类可以有构造方法抽象类的子类要么重写抽象类中的所有抽象方法要么是抽象类
案例需求
定义猫类(Cat)和狗类(Dog)
猫类成员方法:eat(猫吃鱼)drink(喝水…)
狗类成员方法:eat(狗吃肉)drink(喝水…)
实现步骤
猫类和狗类中存在共性内容,应向上抽取出一个动物类(Animal)父类Animal中,无法将 eat 方法具体实现描述清楚,所以定义为抽象方法抽象方法需要存活在抽象类中,将Animal定义为抽象类让 Cat 和 Dog 分别继承 Animal,重写eat方法测试类中创建 Cat 和 Dog 对象,调用方法测试代码实现
动物类public abstract class Animal { public void drink(){ System.out.println("喝水"); } public Animal(){ } public abstract void eat(); }猫类
public class Cat extends Animal { @Override public void eat() { System.out.println("猫吃鱼"); } }狗类
public class Dog extends Animal { @Override public void eat() { System.out.println("狗吃肉"); } }测试类
public static void main(String[] args) { Dog d = new Dog(); d.eat(); d.drink(); Cat c = new Cat(); c.drink(); c.eat(); //Animal a = new Animal(); //a.eat(); }
设计模式
设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。
模板设计模式
把抽象类整体就可以看做成一个模板,模板中不能决定的东西定义成抽象方法 让使用模板的类(继承抽象类的类)去重写抽象方法实现需求
模板设计模式的优势
模板已经定义了通用结构,使用者只需要关心自己需要实现的功能即可
示例代码
模板类
/* 作文模板类 */ public abstract class CompositionTemplate { public final void write(){ System.out.println("<<我的爸爸>>"); body(); System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸"); } public abstract void body(); }
实现类A
public class Tom extends CompositionTemplate { @Override public void body() { System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中, " + "那天爸爸骑车接我放学回家,我的脚卡在了自行车链当中, 爸爸蹬不动,他就站起来蹬..."); } }
实现类B
public class Tony extends CompositionTemplate { @Override public void body() { } /*public void write(){ }*/ }
测试类
public class Test { public static void main(String[] args) { Tom t = new Tom(); t.write(); } }
final关键字是最终的意思,可以修饰方法,变量,类
final修饰的特点
修饰变量:表明该变量是常量,不能再次被赋值修饰方法:表明该方法是最终方法,不能被重写修饰类:表明该类是最终类,不能被继承基本数据类型变量:其值不能被改变,代表为常量引用数据类型变量:地址值不能被改变,但地址值内的内容能被改变final修饰变量:
常量命名规范: 被final修饰的变量是常量。如果常量名只有一个单词,那么字母全部大写。如果常量名是由多个单词,那么全部大写,不过每个单词用下划线(_)隔开。
范例:
public static void main(String[] args){ final int NUMBER = 10; //正确 NUMBER = 20; //错误 final int ONE_WORD; ONE_WORD = 10; //正确 ONE_WORD = 10; //错误 final Student s = new Student(23); s = new Student(24); // 错误 s.setAge(24); // 正确 }
需求
使用抽象类的思想,将BaseStudentController 中的 inputStudentInfo 方法,定义为抽象方法将不希望子类重写的方法,使用 final 进行修饰代码实现
BaseStudentController类
public abstract class BaseStudentController { // 业务员对象 private StudentService studentService = new StudentService(); private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单 public final void start() { //Scanner sc = new Scanner(System.in); studentLoop: while (true) { System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------"); System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生 2.删除学生 3.修改学生 4.查看学生 5.退出"); String choice = sc.next(); switch (choice) { case "1": // System.out.println("添加"); addStudent(); break; case "2": // System.out.println("删除"); deleteStudentById(); break; case "3": // System.out.println("修改"); updateStudent(); break; case "4": // System.out.println("查询"); findAllStudent(); break; case "5": System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!"); break studentLoop; default: System.out.println("您的输入有误, 请重新输入"); break; } } } // 修改学生方法 public final void updateStudent() { String updateId = inputStudentId(); Student newStu = inputStudentInfo(updateId); studentService.updateStudent(updateId, newStu); System.out.println("修改成功!"); } // 删除学生方法 public final void deleteStudentById() { String delId = inputStudentId(); // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生 studentService.deleteStudentById(delId); // 4. 提示删除成功 System.out.println("删除成功!"); } // 查看学生方法 public final void findAllStudent() { // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组 Student[] stus = studentService.findAllStudent(); // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null if (stus == null) { System.out.println("查无信息, 请添加后重试"); return; } // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台 System.out.println("学号 姓名 年龄 生日"); for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if (stu != null) { System.out.println(stu.getId() + " " + stu.getName() + " " + stu.getAge() + " " + stu.getBirthday()); } } } // 添加学生方法 public final void addStudent() { // StudentService studentService = new StudentService(); // 1. 键盘接收学生信息 String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean flag = studentService.isExists(id); if (flag) { System.out.println("学号已被占用, 请重新输入"); } else { break; } } Student stu = inputStudentInfo(id); // 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法 boolean result = studentService.addStudent(stu); // 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功失败 if (result) { System.out.println("添加成功"); } else { System.out.println("添加失败"); } } // 键盘录入学生id public String inputStudentId() { String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean exists = studentService.isExists(id); if (!exists) { System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:"); } else { break; } } return id; } // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 public abstract Student inputStudentInfo(String id); }
在Java中,使用{ }括起来的代码被称为代码块
局部代码块
位置: 方法中定义 作用: 限定变量的生命周期,及早释放,提高内存利用率
示例代码
public class Test { public static void main(String[] args) { { int a = 10; System.out.println(a); } // System.out.println(a); } }
构造代码块
位置: 类中方法外定义 特点: 每次构造方法执行的时,都会执行该代码块中的代码,并且在构造方法执行前执行 作用: 将多个构造方法中相同的代码,抽取到构造代码块中,提高代码的复用性
示例代码
public class Test { public static void main(String[] args) { Student stu1 = new Student(); Student stu2 = new Student(10); } } class Student { { System.out.println("好好学习"); } public Student(){ System.out.println("空参数构造方法"); } public Student(int a){ System.out.println("带参数构造方法..........."); } }
静态代码块
位置: 类中方法外定义 特点: 需要通过static关键字修饰,随着类的加载而加载,并且只执行一次 作用: 在类加载的时候做一些数据初始化的操作
示例代码
public class Test { public static void main(String[] args) { Person p1 = new Person(); Person p2 = new Person(10); } }
public class Person { static { System.out.println("我是静态代码块, 我执行了"); } public Person(){ System.out.println("我是Person类的空参数构造方法"); } public Person(int a){ System.out.println("我是Person类的带...........参数构造方法"); } }
需求
使用静态代码块,初始化一些学生数据
实现步骤
在StudentDao类中定义一个静态代码块,用来初始化一些学生数据将初始化好的学生数据存储到学生数组中示例代码
StudentDao类
public class StudentDao { // 创建学生对象数组 private static Student[] stus = new Student[5]; static { Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11"); Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11"); stus[0] = stu1; stus[1] = stu2; } // 添加学生方法 public boolean addStudent(Student stu) { // 2. 添加学生到数组 //2.1 定义变量index为-1,假设数组已经全部存满,没有null的元素 int index = -1; //2.2 遍历数组取出每一个元素,判断是否是null for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student student = stus[i]; if(student == null){ index = i; //2.3 如果为null,让index变量记录当前索引位置,并使用break结束循环遍历 break; } } // 3. 返回是否添加成功的boolean类型状态 if(index == -1){ // 装满了 return false; }else{ // 没有装满, 正常添加, 返回true stus[index] = stu; return true; } } // 查看学生方法 public Student[] findAllStudent() { return stus; } public void deleteStudentById(String delId) { // 1. 查找id在容器中所在的索引位置 int index = getIndex(delId); // 2. 将该索引位置,使用null元素进行覆盖 stus[index] = null; } public int getIndex(String id){ int index = -1; for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if(stu != null && stu.getId().equals(id)){ index = i; break; } } return index; } public void updateStudent(String updateId, Student newStu) { // 1. 查找updateId, 在容器中的索引位置 int index = getIndex(updateId); // 2. 将该索引位置, 使用新的学生对象替换 stus[index] = newStu; } }