詳解Java中的封裝、繼承、多態(tài)
封裝
在如何理解面向?qū)ο筮@篇文章中，提到所謂的封裝就是“功能都給你做好了，你不必去理解它是怎么寫出來(lái)的，直接使用即可。”。但你得清楚一點(diǎn)，那就是這句話是相對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)的，而作為開發(fā)者，封裝就得我們自己來(lái)干。
那么作為開發(fā)者，我們應(yīng)該如何去封裝呢？其實(shí)你應(yīng)該反過(guò)來(lái)問(wèn)，他們應(yīng)該如何去使用，這樣一想會(huì)簡(jiǎn)單很多，作為使用者，自然是希望越簡(jiǎn)單越好，也就是說(shuō)，一些復(fù)雜的東西，我們不應(yīng)該讓使用者去操作，那也就是說(shuō)我們應(yīng)該把復(fù)雜的，以及不必要的參數(shù)給它封死，不讓使用者去操作。
為什么不讓使用者去操作？
因?yàn)橥褂谜呤遣惶珜I(yè)的，如果暴露太多的接口給他們，就很有可能出現(xiàn)一些稀奇古怪的問(wèn)題，好比一個(gè)不會(huì)做水煮魚的，如果讓他去做那肯定是不好的，那怎么辦，給他買一包水煮魚的調(diào)料，讓他直接放進(jìn)鍋里就好，這樣就減少了不必要的麻煩。我們封裝程序也是這樣，把復(fù)雜的代碼封死，不讓操作者去操作，以免出錯(cuò)。
比如下面這個(gè)例子：
class Average{
private int[] fractions = new int[3]; //分?jǐn)?shù)
private int average = 0; //平均分
public void setFraction(int[] fraction){
fractions = fraction;
}
public double getAverage(){
for(int cell:fractions){
average += cell;
}
return (double) (average / fractions.length);
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
int[] a = {50,40,50};
Average average = new Average();
average.setFraction(a); //設(shè)置分?jǐn)?shù)
double n = average.getAverage(); //獲取平均分
System.out.println(average.average); //報(bào)錯(cuò)
System.out.println(n); //46.0
}
}
提示：Java通過(guò)private設(shè)置私有變量，通過(guò)public將變量設(shè)置成公開的。
這里我們之所以將分?jǐn)?shù)和平均分設(shè)置成私有變量是為了防止使用者誤操作，而且也不必讓使用者知道有這么一個(gè)變量，只需要讓使用者知道怎么去設(shè)置分?jǐn)?shù)，和獲取平均分就好了。
當(dāng)然這只是一個(gè)很基礎(chǔ)的封裝，如果想封裝出一個(gè)好的程序，還得多費(fèi)一些心思。
繼承
拿貓和狗來(lái)說(shuō)，它們都是動(dòng)物，而且它們有一些共同點(diǎn)，比如：名字，年齡，聲音，吃等。把這段話寫成代碼就是下面這個(gè)樣子。
class Animal{
private String name;
private int age;
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public void setAge(int age){
this.age = age;
}
public String getName(){
return this.name;
}
public int getAge(){
return this.age;
}
}
class Cat extends Animal{
public void voice(){
System.out.println(super.getName() + " 喵");
}
public void eat(){
System.out.println(super.getName() + " fish");
}
}
class Dog extends Animal{
public void voice(){
System.out.println(super.getName() + " 汪");
}
public void eat(){
System.out.println(super.getName() + " Bone");
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Cat cat = new Cat();
cat.setName("貓大王"); //Cat本身沒(méi)有setName方法，但是它的基類有，所以java解析器會(huì)到Cat的基類那里拿
cat.voice();
Dog dog = new Dog();
dog.setName("大黑");
dog.setAge(13);
dog.voice();
System.out.println(dog.getName() + dog.getAge());
}
}
------Output------
貓大王 喵
大黑 汪
大黑13
提示：Java通過(guò)extends關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)繼承，父類中通過(guò)private定義的變量和方法不會(huì)被繼承，也就是你不能在子類中直接操作父類通過(guò)private定義的變量以及方法。
在上面代碼中，我們可以看到，Cat和Dog并沒(méi)有定義setName、setAge、getName、getAge方法，但是我們依然可以在Cat和Dog類中使用，這是因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)extends關(guān)鍵字繼承了Animal類，因此在Animal中定義的變量和方法，我們可以在子類中直接使用，除private定義的變量和方法。
反過(guò)來(lái)說(shuō)，姓名和年齡是貓和狗的基本信息也是它們的共同特性。
重寫父類方法或變量
一般重寫父類方法，是因?yàn)槟惆沿埉?dāng)成是一個(gè)基類，而將狗繼承自貓類?？此七@很好笑，但如果你去翻翻你的代碼，這種情況多如牛毛。當(dāng)然，如果你不需要繼承，那就另說(shuō)了。那么如果碰到這種情況，我們?cè)趺粗貙懟惸?？很?jiǎn)單，在子類中定義一個(gè)和父類中一樣的方法，如下面這樣：
class Animal{
private String name;
private int age;
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public void setAge(int age){
this.age = age;
}
public String getName(){
return this.name;
}
public int getAge(){
return this.age;
}
}
class Dog extends Animal{
public String getName(){
return super.getName() + "2";
}
public void voice(){
System.out.println(super.getName() + " 汪");
}
public void eat(){
System.out.println(super.getName() + " Bone");
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog();
dog.setName("大黑");
System.out.println(dog.getName()); //執(zhí)行的是Dog中的getName方法
}
}
提示:通過(guò)super可以在子類中直接調(diào)用父類的方法以及變量，通過(guò)this調(diào)用當(dāng)前類。
我覺得把這叫做重寫不太好，因?yàn)槿绻麖谋举|(zhì)來(lái)講，它不算重寫，只是Java尋找變量以及方法的規(guī)則罷了。Java會(huì)先看一下，自己身上有沒(méi)有某個(gè)變量或方法，如果沒(méi)有，它會(huì)接著到父類中找，如果父類中還是沒(méi)有，那么它又會(huì)到更上一級(jí)中找，如果一直找上去都沒(méi)有，那么才報(bào)錯(cuò)。
在重寫父類時(shí)，需要注意一下，重寫時(shí)，方法的返回值類型必須和父類中定義的一致，如果是數(shù)字類型，只要重寫時(shí)類型不大于父類中定義的，那么也是可以的。比如下面這樣就會(huì)報(bào)錯(cuò)
class Animal{
private String name;
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public String getName(){
return this.name;
}
}
class Dog extends Animal{
public int getName(){ //和父類中的getName返回值不同，報(bào)錯(cuò)
return 123;
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog();
System.out.println(dog.getName());
}
}
另外還需要注意，如果重寫時(shí)，和父類中的參數(shù)不一致，則會(huì)發(fā)生意想不到的事，比如下面這個(gè)
class Animal{
private String name;
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public String getName(String hello){
return this.name + hello;
}
}
class Dog extends Animal{
public String getName(){
return "123";
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog();
dog.setName("大黑");
System.out.println(dog.getName("hello"));
}
}
------Output------
大黑hello
可以看到當(dāng)我們給getName傳達(dá)了參數(shù)時(shí)，執(zhí)行的是Animal中的方法，而非Dog中的getName方法，也就是說(shuō)如果參數(shù)不一致最后執(zhí)行的可能就不是重寫的那個(gè)方法。另外也不可將父類公開的方法或變量改成私有（如將public改成private），否則也會(huì)報(bào)錯(cuò)，我估計(jì)是Java有一套覆蓋規(guī)則，如果沒(méi)有達(dá)到條件就不會(huì)進(jìn)行覆蓋。
總結(jié)來(lái)，覆蓋父類方法或變量時(shí)，對(duì)其只能更寬松，而反過(guò)來(lái)則不行。
多態(tài)
先來(lái)幾個(gè)例子，再講理論
class Animal{
public int age = 5;
public int getAge(){
return age;
}
}
class Dog extends Animal{
public int age = 8;
public int getAge(){
return age + 2;
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Animal dog = new Dog();
System.out.println(dog.age);
}
}
------Output------
5
看Animal dog = new Dog();這么一句話，可以發(fā)現(xiàn)它們的類型并不一樣，但卻可以正常運(yùn)行，之所以可以運(yùn)行是因?yàn)椋珼og類是Animal的子類，而父類是包括子類的。我們說(shuō)動(dòng)物，那么狗是不是就是動(dòng)物中的一員呢，這是肯定的，而這里之所以如果運(yùn)行也正是這個(gè)理。
不過(guò)需要注意一下，通過(guò)這種方式創(chuàng)建的對(duì)象，在獲取實(shí)例變量時(shí)，獲取到的是父類中的實(shí)例變量，如果是方法，則看子類中是否存在和父類中同名的方法，如果存在則使用子類中的方法，但是如果子類中有某個(gè)方法，而父類中沒(méi)有，那么就會(huì)報(bào)錯(cuò)。如下這段代碼就會(huì)報(bào)錯(cuò)
class Animal{
public int age = 5;
public int getAge(){
return age;
}
}
class Dog extends Animal{
public int age = 8;
public int getAge(){
return age + 2;
}
public setAge(int a){
this.age = a;
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Animal dog = new Dog();
System.out.println(dog.setAge(5));
}
}
因?yàn)楦割愔袥](méi)有setAge這個(gè)方法，因此會(huì)報(bào)錯(cuò)。
也就是說(shuō)，通過(guò)這種方式來(lái)寫，只能達(dá)到覆蓋方法的效果，沒(méi)有其他的功能。
這里所謂的多態(tài)，在程序中你可以理解成，一個(gè)方法，它可以有不同的效果，那怎么實(shí)現(xiàn)不同的效果呢？在java中通過(guò)切換類型來(lái)實(shí)現(xiàn)（不一定正確）。
多態(tài)有什么用？
還是再來(lái)看幾個(gè)例子吧
class Animal{
public int age = 5;
public int getAge(){
return age;
}
}
class Dog extends Animal{
public int getAge(){
return age + 2;
}
}
class Cat extends Animal{
public int getAge(){
return age + 3;
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Animal dog = new Dog();
Animal cat = new Cat();
System.out.println(dog.getAge());
System.out.println(cat.getAge());
}
}
------Output------
7
8
可以看到，它會(huì)根據(jù)自身執(zhí)行不同的方法。不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，這并不能代表什么，畢竟我們按照正常情況來(lái)創(chuàng)建，效果也可以一樣，不過(guò)還真有它的用武之處，比如下面這段代碼
class Animal{
public int age = 5;
public int getAge(){
return age;
}
}
class Dog extends Animal{
public int getAge(){
return age + 2;
}
}
class Cat extends Animal{
public int getAge(){
return age + 3;
}
}
class app{
public static void main(String[] args){
Animal[] animals = new Animal[2];
animals[0] = new Dog();
animals[1] = new Cat();
System.out.println(animals[0].getAge());
System.out.println(animals[1].getAge());
}
}
------Output------
7
8
這段代碼和上面一段差不多，不過(guò)這段代碼中用的是一個(gè)數(shù)組，這種情況就比較適合使用多態(tài)了，不然好像沒(méi)有其他辦法來(lái)弄了吧（初學(xué)java，不太懂）。在這里面多態(tài)不僅僅只是指一個(gè)方法有不同的效果，在這里還指類型的多樣性。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，同時(shí)也希望多多支持腳本之家！
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