java面对对象特性笔记

一. 封装性

随着我们系统越来越复杂，类会越来越多，那么类之间的访问边界必须把握好，面向对象的开发原则要遵循“高内聚、低耦合”。

高内聚、低耦合是软件工程中的概念，也是UNIX 操作系统设计的经典原则。

内聚，指一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度；耦合指一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。内聚意味着重用和独立，耦合意味着多米诺效应牵一发动全身。

而“高内聚，低耦合”的体现之一：

• 高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
• 低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用，尽量方便外部调用。

• 实现封装就是控制类或成员的可见性范围。这就需要依赖访问控制修饰符，也称为权限修饰符来控制。

• 权限修饰符：public、protected、缺省、private。具体访问范围如下：

二.继承性

继承性的细节说明

1、子类会继承父类所有的实例变量和实例方法

从类的定义来看，类是一类具有相同特性的事物的抽象描述。父类是所有子类共同特征的抽象描述。而实例变量和实例方法就是事物的特征，那么父类中声明的实例变量和实例方法代表子类事物也有这个特征。

• 当子类对象被创建时，在堆中给对象申请内存时，就要看子类和父类都声明了什么实例变量，这些实例变量都要分配内存。
• 当子类对象调用方法时，编译器会先在子类模板中看该类是否有这个方法，如果没找到，会看它的父类甚至父类的父类是否声明了这个方法，遵循从下往上找的顺序，找到了就停止，一直到根父类都没有找到，就会报编译错误。

所以继承意味着子类的对象除了看子类的类模板还要看父类的类模板。 2、子类不能直接访问父类中私有的(private)的成员变量和方法
3、在Java 中，继承的关键字用的是“extends”，即子类不是父类的子集，而是对父类的“扩展”
4、Java支持多层继承(继承体系)
5、一个父类可以同时拥有多个子类
6、Java只支持单继承，不支持多重继承

super的理解

在Java类中使用super来调用父类中的指定操作：

• super可用于访问父类中定义的属性
• super可用于调用父类中定义的成员方法
• super可用于在子类构造器中调用父类的构造器

注意：

• 尤其当子父类出现同名成员时，可以用super表明调用的是父类中的成员
• super的追溯不仅限于直接父类
• super和this的用法相像，this代表本类对象的引用，super代表父类的内存空间的标识

super的使用场景

子类中调用父类被重写的方法

• 如果子类没有重写父类的方法，只要权限修饰符允许，在子类中完全可以直接调用父类的方法；
• 如果子类重写了父类的方法，在子类中需要通过super.才能调用父类被重写的方法，否则默认调用的子类重写的方法

子类构造器中调用父类构造器

① 子类继承父类时，不会继承父类的构造器。只能通过“super(形参列表)”的方式调用父类指定的构造器。

② 规定：“super(形参列表)”，必须声明在构造器的首行。

③ 我们前面讲过，在构造器的首行可以使用"this(形参列表)"，调用本类中重载的构造器， 结合②，结论：在构造器的首行，"this(形参列表)" 和 "super(形参列表)"只能二选一。

④ 如果在子类构造器的首行既没有显示调用"this(形参列表)"，也没有显式调用"super(形参列表)"， ​ 则子类此构造器默认调用"super()"，即调用父类中空参的构造器。

⑤ 由③和④得到结论：子类的任何一个构造器中，要么会调用本类中重载的构造器，要么会调用父类的构造器。 只能是这两种情况之一。

⑥ 由⑤得到：一个类中声明有n个构造器，最多有n-1个构造器中使用了"this(形参列表)"，则剩下的那个一定使用"super(形参列表)"。

开发中常见错误：

如果子类构造器中既未显式调用父类或本类的构造器，且父类中又没有空参的构造器，则编译出错。

三.多态性

对象的多态性

多态性，是面向对象中最重要的概念，在Java中的体现：对象的多态性：父类的引用指向子类的对象

格式：（父类类型：指子类继承的父类类型，或者实现的接口类型）

父类类型 变量名 = 子类对象；

多态的理解

Java引用变量有两个类型：编译时类型和运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。简称：编译时，看左边；运行时，看右边。

• 若编译时类型和运行时类型不一致，就出现了对象的多态性(Polymorphism)
• 多态情况下，“看左边”：看的是父类的引用（父类中不具备子类特有的方法） “看右边”：看的是子类的对象（实际运行的是子类重写父类的方法）

多态的使用前提：① 类的继承关系 ② 方法的重写

向上转型与向下转型

首先，一个对象在new的时候创建是哪个类型的对象，它从头至尾都不会变。即这个对象的运行时类型，本质的类型用于不会变。但是，把这个对象赋值给不同类型的变量时，这些变量的编译时类型却不同。

为什么要类型转换

因为多态，就一定会有把子类对象赋值给父类变量的时候，这个时候，在编译期间，就会出现类型转换的现象。

但是，使用父类变量接收了子类对象之后，我们就不能调用子类拥有，而父类没有的方法了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做类型转换，使得编译通过。
向上转型：当左边的变量的类型（父类） > 右边对象/变量的类型（子类），我们就称为向上转型 * 此时，编译时按照左边变量的类型处理，就只能调用父类中有的变量和方法，不能调用子类特有的变量和方法了 * 但是，运行时，仍然是对象本身的类型*，所以执行的方法是子类重写的方法体。 * 此时，一定是安全的，而且也是自动完成的

• 向下转型：当左边的变量的类型（子类）<右边对象/变量的编译时类型（父类），我们就称为向下转型
• 此时，编译时按照左边变量的类型处理，就可以调用子类特有的变量和方法了
• 但是，运行时，仍然是对象本身的类型
• 不是所有通过编译的向下转型都是正确的，可能会发生ClassCastException，为了安全，可以通过isInstanceof关键字进行判断

instanceof关键字

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验。如下代码格式：

//检验对象a是否是数据类型A的对象，返回值为boolean型
对象a instanceof 数据类型A 

• 说明：
• 只要用instanceof判断返回true的，那么强转为该类型就一定是安全的，不会报ClassCastException异常。
• 如果对象a属于类A的子类B，a instanceof A值也为true。
• 要求对象a所属的类与类A必须是子类和父类的关系，否则编译错误。