提示：本文介绍封装、继承、多态

一、封装

1、封装概述

1.1、为什么需要封装？

        我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内部的结构吗？有必要碰电动机吗？

        我们使用的电脑，内部有CPU、硬盘、键盘、鼠标等等，每一个部件通过某种连接方式一起工作，但是各个部件之间又是独立的

        封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

面向对象的开发原则要遵循“高内聚、低耦合”，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：仅对外暴露少量的方法用于使用

1.2、如何实现封装？

        关键字：private  

        实现封装就是指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

2、成员变量（属性）私有化问题

        成员变量私有化后，需要提供get（）/set（）方法才能被外部访问，我们把这种成员变量称之为属性。

2.1、成员变量封装的目的

        ①隐藏类的实现细节

        ②让使用者只能通过事先预定的方法来访问数据，从而可以在该方法里面加入控制逻辑，限

制对成员变量的不合理访问。还可以进行数据检查，从而有利于保证对象信息的完整性。

        ③便于修改，可维护性高。

2.2、基本语法

        private 数据类型 变量名 ；

        例如：public class Person {
            private String name;
              private int age;
            private boolean marry;
        }

2.3、getxxx（）/setxxx（）方法

测试：

3、IDEA自动生成get/set方法

Alt +Fn +Insert/Alt +Insert之后选择自动生成get/set方法

二、继承

1、什么是继承？

        继承有延续（下一代延续上一代的基因、财富）、扩展（下一代和上一代又有所不同）的意思。（例如：子承父业）

        多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类中无需再定义这些属性和行为，只需要和抽取出来的类构成某种关系。

继承的好处：

• 提高代码的复用性。

• 提高代码的扩展性。

• 表示类与类之间的is-a关系

2、基本语法

        关键字：extends

        基本格式：

【修饰符】class  父类{

                语句；

        }

【修饰符】class  子类  extends  父类{

                语句；

        }

2.1、父类

比如：Animal 可能有Dog、Cat、Pig等那么Animal就是它们的父类

2.2、子类

        比如Dog、Cat、Pig就是Animal的子类

测试类：

3、继承的特点

3.1、子类会继承父类

        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。

3.2、Java只支持单继承

3.3、Java支持多层继承

3.4、一个父类可以同时拥有多个子类

4、IDEA中如何查看继承关系

        Ctrl + H

5、父类成员变量私有化

        子类虽会继承父类私有(private)的成员变量，但子类不能对继承的私有成员变量直接进行访问，可通过继承的get/set方法进行访问。

6、方法重写（Override）

6.1方法重写

        我们说父类的所有方法子类都会继承，但是当某个方法被继承到子类之后，子类觉得父类原来的实现不适合于子类，该怎么办呢？我们可以进行方法重写 (Override：注解)

例如：

6.2、在子类中如何调用父类被重写的方法

super：指向当前对象中父类部分的引用

6.3、IDEA重写方法 && 查看继承关系的快捷键

        Ctrl + O：重写方法

        Ctrl + H：查看继承关系

6.4、重写方法的要求

（1）必须保证父子类之间重写方法的名称相同。

（2）必须保证父子类之间重写方法的参数列表也完全相同。

（3）子类方法的返回值类型必须【小于等于】父类方法的返回值类型（小于其实就是是它的子类，例如：Student < Person）。

注意：如果返回值类型是基本数据类型和void，那么必须是相同

（4）子类方法的权限必须【大于等于】父类方法的权限修饰符。

注意：public > protected > 缺省 > private

父类私有方法不能重写

跨包的父类缺省的方法也不能重写

6.5方法重载和方法重写的区别

        方法重载：在同一个类中，方法名相同，参数列表不同，与权限修饰符，返回值类型无关。

        方法重写：发生在父子类中，方法名，参数列表必须相同，权限修饰符大于等于父类，返回值类型，抛出异常范围小于等于父类父，类私有方法不能重写，跨包的父类缺省的方法也不能重写

三、多态

        多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

        生活中，比如求面积的功能，圆、矩形、三角形实现起来是不一样的。跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。那么此时就会出现各种子类的类型。

1、多态的应用场景

有的时候，我们在设计一个数组、或一个成员变量、或一个方法的形参、返回值类型时，无法确定它具体的类型，只能确定它是某个系列的类型。

案例：

（1）声明一个Dog类，包含public void eat()方法，输出“狗狗啃骨头”

（2）声明一个Cat类，包含public void eat()方法，输出“猫咪吃鱼仔”

（3）声明一个Person类，

• 包含宠物属性

• 包含领养宠物方法 public void adopt(宠物类型 pet)

• 包含喂宠物吃东西的方法 public void feed()，实现为调用宠物对象.eat()方法

2、多态的形式和体现

2.1多态引用

        Java规定父类类型的变量可以接收子类类型的对象，这一点从逻辑上也是说得通的。

        基本语法：父类类型 变量名 = 子类对象；

        父类类型：指子类继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

        所以说继承是多态的前提

2.2、多态引用的表现

        表现：编译时类型与运行时类型不一致，编译时看“父类”，运行时看“子类”。

2.3、多态引用的好处和弊端

        弊端：编译时，只能调用父类声明的方法，不能调用子类扩展的方法；

        好处：运行时，看“子类”，如果子类重写了方法，一定是执行子类重写的方法体；变量引用的子类对象不同，执行的方法就不同，实现动态绑定。代码编写更灵活、功能更强大，可维护性和扩展性更好了。

2.4、多态演示

        让Dog和Cat都继承Pet宠物类。

3、应用多态解决问题

（1）声明变量是父类类型，变量赋值子类对象

• 方法的形参是父类类型，调用方法的实参是子类对象

• 实例变量声明父类类型，实际存储的是子类对象

（2）数组元素是父类类型，元素对象是子类对象

（3）方法返回值类型声明为父类类型，实际返回的是子类对象

4、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。

        这个和基本数据类型的转换是不同的。基本数据类型是把数据值copy了一份，相当于有两种数据类型的值。而对象的赋值不会产生两个对象。

4.1为什么要类型转换

        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

4.2如何向上转型与向下转型

        向上转型：自动完成（用多态创建对象时）

        向下转型：（子类类型）分类变量

4.3、instanceof关键字

        变量/匿名对象 instanceof 数据类型 （判断左侧对象是否为右侧类型）返回值为Boolean型