6.1 認識面向物件

• 面向過程 & 面向物件
  • 面向過程的思想：步驟清晰簡單；合適處理一些較為簡單的問題
  • 面向物件的思想：以分類的思維模式處理問題；合適處理複雜的問題，適合處理多人協助問題
  • 對於描述複雜的事物，為了從巨集觀上把握，從整體上合理分析，我們需要使用面向物件的思路來分析整個系統。到了具體微觀操作，我們仍需要面向過程的思路去處理問題
• 面向物件程式設計（Object Oriented Programming，OOP）
  • 本質：以類的方式組織程式碼，以物件的組織（封裝）資料
  • 程式設計思想：抽象
  • 三大特性：封裝、繼承、多型
• 設計思想的要點
  • 認為客觀世界由各種物件組成
  • 程式的分析和設計都圍繞著：有哪些物件類；每個類有哪些屬性、方法；類之間的關係（繼承、關聯……）；物件之間傳送訊息（呼叫方法）等進行
• 理解：
  • 從認識論角度考慮是先有物件後有類
  • 從程式碼執行角度考慮是先有類後有物件

6.2 面向物件三大特徵

6.2.1 封裝

• 封裝：是類物件的狀態和方法，就是將欄位和方法封裝在一個類中

• 封裝：主要是模組化和資訊隱藏兩個方面

  • 模組化：將屬性和行為封裝在類中，程式定義多個類
  • 資訊隱蔽：將類的細節部分隱藏起來，使用者只通過保護的介面訪問某個類

• 封裝可用於完成程式設計要追求的“高內聚，低耦合”

  • 高內聚：類的內部操作細節，不允許外部干涉
  • 低耦合：僅暴露少量方法給外部

• 方法：使用 private 關鍵字對類或者成員進行封裝，再使用 setXXX() 和 getXXX() 方法對類的屬性進行存取，分別稱為 setter 和 getter

  • 示例：

    class Person{
        private int age;
        public void setAge(int age){
            if(age>0 && age<200)this.age = age;
        }
        pubilc int getAge(){
            return age;
        }
    }
    

  • 簡單記憶：屬性私有，get/set

• 實現快速封裝快捷鍵（IDEA）：Alt+Insert

• 意義：

  1. 更好的封裝和隱藏，使外部類不能隨意存取修改，提高程式的安全性，保護資料
  2. 隱藏程式碼的實現細節
  3. 統一介面
  4. 增加系統的可維護性

6.2.2 繼承

• 繼承：指父類和子類之間共享的資料和方法

  • 子類（subclass），父類或超類（superclass）
    • 父類包括所有直接或間接被繼承的類
  • 除此之外類和類之間還有依賴、組合、聚合等關係

• Java 中類只有單繼承，沒有多繼承

  • 介面可以多繼承

• 意義：

  • 子類可以繼承父類的狀態和行為
  • 可以修改父類的狀態或者過載父類的行為
  • 可以新增新的狀態和行為

• 作用

  1. 更好進行抽象和分類
  2. 增強程式碼的複用率，提高開發效率和可維護性

• Java 實現繼承是通過 extands 關鍵字，意思是“擴充套件”

  • 例如：

    public class Student extands Person{
        ……
    }
    

  • 如果沒有 extends 子句，則預設為繼承於 java.lang.Object

    • 所有的類都是直接或者間接繼承 Object 類

• 繼承關係：相當於 is 關係

• 欄位

  • 欄位的繼承：子類可以繼承父類的所有欄位
  • 欄位的隱藏：子類重新定義一個從父類那裡繼承來的變數完全相同的變數，稱為域的隱藏
    • 在實際應用中較少
  • 欄位的新增：在定義子類時，加上新的域變數
    • 在實際應用中較多

• 方法

  • 方法的繼承：父類非私有方法也可以被子類自動繼承
  • 方法的覆蓋：也稱為方法重寫，子類也可以重新定義與父類同名的方法，實現對父類方法的覆蓋
  • 方法的新增：子類可以新加一些方法
    • 方法過載是特殊的方法的新增

• 判斷兩個物件之間的關係使用 instanceof 關鍵字

  • 如果有繼承關係返回 True，否則返回 False

  • 示例：

    object instanceof Student
    

• 檢視繼承關係快捷鍵（IDEA）：ctrl+H

• 在子類訪問父類屬性和方法使用 super 關鍵字

  • 例如：呼叫父類 name 屬性

    super.name
    

  • 注意點：

    1. super 呼叫父類方法，必須位於構造方法第一行
    2. super 只能出現在子類的方法或者構造方法中
    3. super 和 this 不能同時呼叫構造方法

  • 與 this 對比

    	super	this
    代表物件	代表父類物件的應用	代表呼叫者這個物件
    前提	只能在繼承條件下使用	沒有顯式繼承條件也可以使用
    構造方法	父類的構造	本類的構造

• 方法重寫

  • 是重寫方法，與屬性無關
  • 在 JDK 1.5 後可以使用 @Override 標註表示進行了方法重寫
  • 重寫後父類呼叫該方法，是實現的子類的方法，而不是父類的方法
  • 重寫快捷鍵（IDEA）：Alt+Insert
  • 要求：
    1. 需要有繼承關係，子類重寫父類的方法
    2. 方法名、引數列表必須相同，方法體不同
    3. 修飾符範圍：可以擴大，不能縮寫
       • \(pubilc>protected>default>private\)
    4. 丟擲異常範圍：可以縮小，不能擴大
       • \(ClassNotFoundException<Exception\)
  • 用途：
    • 父類的功能子類不一定需要或不一定滿足

6.2.3 多型

• 多型是指不同物件收到同一個訊息（呼叫方法）可產生不同的效果，其實現的細節則由物件自行決定
• 多型可實現動態編譯，增強可擴充套件性
• 實現要求：
  1. 父類與子類有繼承關係
  2. 方法需要重寫
     • 有些方法不能重寫：static、final、private
  3. 父類引用指向子類物件
• 注意點：
  1. 多型是方法的多型，屬性沒有多型
  2. 父類與子類有關係
     • 如果沒有關係會發生型別轉換異常：\(ClassCastException\)

6.3 super 的使用

• 使用 super 訪問父類的變數和方法

  • 也可以使用 this 來訪問父類的域和方法

  • 例如：假設有一個類的父類有 age() 方法 ，在該類中使用 age()

    void testThisSuper(){
        int a;
        a = age;
        a = this.age;
        a = super,age;
    }
    

    這三種訪問結果均相同

  • 為什麼有了 this 還需要使用 super

    • 有些時候為了明確地指明父類的變數和方法
    • 訪問被子類所隱藏的同名變數
    • 當覆蓋父類方法的同時，又需要呼叫父類的方法

• 使用父類的構造方法

  • 構造方法與類名相同，是不能繼承的

    • 不能說父類（例如：Person）有一個構造方法（Person()）子類（例如：Student）也自動有一個構造方法（Student()）

  • 但是可以通過 super 來呼叫父類的構造方法

  • 例如：父類 Person 的構造方法 Person(String name, int age)，子類呼叫

    public Student(String name, int age,String school) {
            super(name,age);
            this.shool = school;
        }
    }
    

    使用時，super() 語句必須放在第一句

6.4 型別轉化

• 這裡是指父類物件與子類物件的轉化，與基本資料型別的轉換類似

  • 子類物件可以被視為其父類的一個物件

    • 例如：一個 Student 物件可以被視為一個 Person 的物件

  • 父類物件不能視為子類物件

• “低”轉“高”自動轉換：如果一個方法的形式引數定義的是 父類物件，那麼呼叫這個方法時，可以使用子類物件作為實際引數

  • “低”指父類級別，“高”指子類級別

  • 例如：Person 是 Student 的父類

    Person student = new Student();
    

• “高”轉“低”強制轉換：如果父類物件引用指向的實際是一個子類物件，那麼這個父類物件的引用可以使用強制型別轉換成為子類的引用

  • 轉換方法與基本型別型別轉換類似：在物件前新增()

  • 例如：

    Person student = new Student();
    Stuednt obj = (Student) sutdent;
    

    • 可能會丟失一些本來的方法

  • 存在意義：方便方法呼叫，減少重複程式碼，簡潔

• 型別轉換條件

  1. 父類引用指向子類物件
  2. 把子類轉換為父類，向上轉型，自動轉換
  3. 把父類轉化為子類，向下轉型，強制轉換

6.5 介面

• 介面就是規範，定義的是一組規則；

  • 本質就是契約；OO 的精髓，是對物件的抽象最能體現的一點
  • 也是一種引用型別

• 介面 & 普通類 & 抽象類

  • 普通類：只有具體實現
  • 抽象類：具體實現和規範（抽象方法）都有
  • 介面：只有規範

• 宣告介面使用 interface 關鍵字，宣告之後的方法都自動是 public abstract

  • 定義的時候 public、abstract 兩個關鍵字是可以省略的

  • 宣告類的關鍵字是 class

  • 例如：介面的簡單操作

    public interface UserService{
        void add(String name);
        void delete(String name);
        void update(String name);
        void query(String name);
    }
    

    在介面中很多東西是看不見的，所以可以直接用返回值型別、方法名以及引數列表即可定義

• 使用 implements 實現介面。實現介面，就必須要實現介面全部的方法

  • 實現類一般命名以 Impl 結尾

  • 例如：實現介面 UserService

    pubilc class UserServiceLmpl implements UserService{
        ……
    }
    

  • 介面可以多繼承，從而側面實現多繼承

• 要點：

  1. 約束
  2. 可以實現不相關類的相同行為，而，不需要考慮這些類之間的層次關係。一定意義上實現多繼承
  3. 介面不能被例項化，介面中沒有構造方法
  4. 可以實現多個介面
  5. 實現介面必須重寫全部方法

• 介面中的常量

  • 介面中主要是抽象方法，但是也存在常量

  • 格式：

    type NAME = value;
    

    type：可以為任意型別

    NAME：為常量名，通常為大寫

    value：為常量值

  • 在介面定義的常量可以被實現該介面的多個類共享

    • 與 C 中 #define 和 C++ 中的 const 定義的常量相同

  • 介面中定義的常量具有 public、static、final 屬性，通常省略

• 在 java 8 中的介面

  • 在Java 8 中新添加了 static 方法
  • 具有實現體的方法（default 方法）
    • 預設方法的用途：提供了一個預設實現。子類在 implements 可以不用重新寫實現方法