面向对象设计

封装

优点：

1. 提高代码的安全性；
2. 提高代码的重用性；
3. 高内聚：封装细节，便于修改内部代码，提高可维护性；
4. 低耦合性：简化外部调用，便于调用者使用，便于扩展和协作；

实现：

1. 使用 private 关键字来修饰成员变量。

2. 使用public修饰getter和setter方法。

3. private修饰成员变量

public class Student {
    private String name;
    private int age;
}

2. public修饰getter和setter方法

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String n) {
      	name = n;
    }

    public String getName() {
      	return name;
    }

    public void setAge(int a) {
        if (a > 0 && a <200) {
            age = a;
        } else {
            System.out.println("年龄非法！");
        }
    }

    public int getAge() {
      	return age;
    }
}

继承

继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：is-a 的关系。例如，兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象可以直接具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

要点：

1. Java中只有单继承；接口有多继承；
2. 子类继承父类，可以得到父类的全部属性和方法（除父类的构造方法），但不见得可以直接访问（父类私有属性和方法），如果父类提供set和get方法，可以直接访问；一个子类通常比父类包含更多的信息和方法；
3. 如果没有调用extends，父类是object；
4. 为了继承，一般规则是将所有数据成员都指定为private，所有的方法都指定为public；

继承的好处

1. 提高代码的复用性（减少代码冗余，相同代码重复利用）。
2. 使类与类之间产生了关系。

格式：

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {
	...
}

class 子类 extends 父类 {
	...
}

需要注意：Java是单继承的，一个类只能继承一个直接父类，跟现实世界很像，但是Java中的子类是更加强大的。

1.继承实际上是子类相同的属性和行为可以定义在父类中，子类特有的属性和行为由自己定义，这样就实现了相同属性和行为的重复利用，从而提高了代码复用。

2.子类继承父类，就可以直接得到父类的成员变量和方法。是否可以继承所有成分呢？请看下节！

子类不能继承的内容

子类不能继承父类的构造器，因为子类有自己的构造器。

值得注意的是子类可以继承父类的私有成员（成员变量，方法），只是子类无法直接访问而已，可以通过getter/setter方法访问父类的private成员变量。

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num1);
//		System.out.println(z.num2); // 私有的子类无法使用
        // 通过getter/setter方法访问父类的private成员变量
        System.out.println(z.getNum2());

        z.show1();
        // z.show2(); // 私有的子类无法使用
    }
}

class Fu {
    public int num1 = 10;
    private int num2 = 20;

    public void show1() {
        System.out.println("show1");
    }

    private void show2() {
        System.out.println("show2");
    }

    public int getNum2() {
        return num2;
    }

    public void setNum2(int num2) {
        this.num2 = num2;
    }
}

class Zi extends Fu {
}

继承后的特点

成员变量

成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。代码如下：

class Fu {
	// Fu中的成员变量
	int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num2 = 6;
  
	// Zi中的成员方法
	public void show() {
		// 访问父类中的num
		System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。
		// 访问子类中的num2
		System.out.println("Zi num2="+num2);
	}
}
class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
		Zi z = new Zi(); 
      	// 调用子类中的show方法
		z.show();  
	}
}

演示结果：
Fu num = 5
Zi num2 = 6

成员变量重名

如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：

class Fu1 {
	// Fu中的成员变量。
	int num = 5;
}
class Zi1 extends Fu1 {
	// Zi中的成员变量
	int num = 6;
  
	public void show() {
		// 访问父类中的num
		System.out.println("Fu num=" + num);
		// 访问子类中的num
		System.out.println("Zi num=" + num);
	}
}
class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
      	// 创建子类对象
		Zi1 z = new Zi1(); 
      	// 调用子类中的show方法
		z1.show(); 
	}
}
演示结果：
Fu num = 6
Zi num = 6

子父类中出现了同名的成员变量时，子类会优先访问自己对象中的成员变量。如果此时想访问父类成员变量如何解决呢？我们可以使用super关键字。

super访问父类成员变量

子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用super 关键字，修饰父类成员变量，类似于 this 。

需要注意的是**：super代表的是父类对象的引用，this代表的是当前对象的引用。**

使用格式：

super.父类成员变量名

子类方法需要修改，代码如下：

class Fu {
	// Fu中的成员变量。
	int num = 5;
}

class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num = 6;
  
	public void show() {
        int num = 1;
      
        // 访问方法中的num
        System.out.println("method num=" + num);
        // 访问子类中的num
        System.out.println("Zi num=" + this.num);
        // 访问父类中的num
        System.out.println("Fu num=" + super.num);
	}
}

class Demo04 {
	public static void main(String[] args) {
      	// 创建子类对象
		Zi1 z = new Zi1(); 
      	// 调用子类中的show方法
		z1.show(); 
	}
}

演示结果：
method num=1
Zi num=6
Fu num=5

小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

成员方法

成员方法不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。代码如下：

class Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Fu类中的show方法执行");
	}
}
class Zi extends Fu {
	public void show2() {
		System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
	}
}
public  class Demo05 {
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
     	//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
		z.show(); 
		z.show2();
	}
}

成员方法重名

如果子类父类中出现重名的成员方法，则创建子类对象调用该方法的时候，子类对象会优先调用自己的方法。

代码如下：

class Fu {
	public void show() {
		System.out.println("Fu show");
	}
}
class Zi extends Fu {
	//子类重写了父类的show方法
	public void show() {
		System.out.println("Zi show");
	}
}
public class ExtendsDemo05{
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
     	// 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
		z.show();  // Zi show
	}
}

构造器

当类之间产生了关系，其中各类中的构造器，又产生了哪些影响呢？ 首先我们要回忆两个事情，构造器的定义格式和作用。

1. 构造器的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
2. 构造器的作用是初始化对象成员变量数据的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。（先有爸爸，才能有儿子）

继承后子类构造器特点:子类所有构造器的第一行都会先调用父类的无参构造器，再执行自己

方法重写

方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

@Override重写注解

• @Override:注解，重写注解校验！

• 这个注解标记的方法，就说明这个方法必须是重写父类的方法，否则编译阶段报错。

• 建议重写都加上这个注解，一方面可以提高代码的可读性，一方面可以防止重写出错！

  加上后的子类代码形式如下：

  public class Cat extends Animal {
       // 声明不变，重新实现
      // 方法名称与父类全部一样，只是方法体中的功能重写写了！
      @Override
      public void cry(){
          System.out.println("我们一起学猫叫，喵喵喵！喵的非常好听！");
      }
  }
  

注意：

1. 方法重写是发生在子父类之间的关系。
2. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
3. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

继承的特点

1. Java只支持单继承，不支持多继承。

// 一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class A {}
class B {}
class C1 extends A {} // ok
// class C2 extends A, B {} // error

2. 一个类可以有多个子类。

// A可以有多个子类
class A {}
class C1 extends A {}
class C2 extends  A {}

3. 可以多层继承。

class A {}
class C1 extends A {}
class D extends C1 {}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

多态

多态是出现在继承或者实现关系中的。

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
变量名.方法名();

多态的前提：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。

多态的案例演示

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，执行的是子类重写后方法。如果子类没有重写该方法，就会调用父类的该方法。

总结起来就是**：编译看左边，运行看右边。**

代码如下：

定义父类：

public class Animal {  
    public void eat()｛
        System.out.println("动物吃东西！")
    ｝
}  

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat();
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();

        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog();
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();
    }  
}

多态的定义和前提

多态： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

从上面案例可以看出，Cat和Dog都是动物，都是吃这一行为，但是出现的效果（表现形式）是不一样的。

前提【重点】

1. 继承或者实现【二选一】

2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

   父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}  

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Cat c = new Cat();  
        Dog d = new Dog(); 

        // 调用showCatEat 
        showCatEat(c);
        // 调用showDogEat 
        showDogEat(d); 

        /*
        以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而执行效果一致
        */
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d); 
    }

    public static void showCatEat (Cat c){
        c.eat(); 
    }

    public static void showDogEat (Dog d){
        d.eat();
    }

    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。从而实现了实现类的自动切换。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

多态的弊端

我们已经知道多态编译阶段是看左边父类类型的，如果子类有些独有的功能，此时多态的写法就无法访问子类独有功能了。

class Animal{
    public  void eat()｛
        System.out.println("动物吃东西！")
    ｝
}
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
   
    public void catchMouse() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

class Test{
    public static void main(String[] args){
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        a.catchMouse();//编译报错，编译看左边，Animal没有这个方法
    }
}