业精于勤,荒于嬉
行成于思,毁于随

day12-继承

1. 继承

1.1 继承的实现(掌握)

  • 继承的概念

    • 继承是面向对象三大特征之一,可以使得子类具有父类的属性和方法,还可以在子类中重新定义,以及追加属性和方法
  • 实现继承的格式

    • 继承通过extends实现
    • 格式:class 子类 extends 父类 { }
    • 举例:class Dog extends Animal { }
  • 继承带来的好处

    • 继承可以让类与类之间产生关系,子父类关系,产生子父类后,子类则可以使用父类中非私有的成员。
  • 示例代码

    public class Fu {
      public void show() {
          System.out.println("show方法被调用");
      }
    }
    public class Zi extends Fu {
      public void method() {
          System.out.println("method方法被调用");
      }
    }
    public class Demo {
      public static void main(String[] args) {
          //创建对象,调用方法
          Fu f = new Fu();
          f.show();
    
          Zi z = new Zi();
          z.method();
          z.show();
      }
    }

1.2 继承的好处和弊端(理解)

  • 继承好处
    • 提高了代码的复用性(多个类相同的成员可以放到同一个类中)
    • 提高了代码的维护性(如果方法的代码需要修改,修改一处即可)
  • 继承弊端
    • 继承让类与类之间产生了关系,类的耦合性增强了,当父类发生变化时子类实现也不得不跟着变化,削弱了子类的独立性
  • 继承的应用场景:
    • 使用继承,需要考虑类与类之间是否存在is..a的关系,不能盲目使用继承
    • is..a的关系:谁是谁的一种,例如:老师和学生是人的一种,那人就是父类,学生和老师就是子类

1.3. Java中继承的特点(掌握)

  • Java中继承的特点

    1. Java中类只支持单继承,不支持多继承
      • 错误范例:class A extends B, C { }
    2. Java中类支持多层继承
  • 多层继承示例代码:

    public class Granddad {
    
      public void drink() {
          System.out.println("爷爷爱喝酒");
      }
    
    }
    
    public class Father extends Granddad {
    
      public void smoke() {
          System.out.println("爸爸爱抽烟");
      }
    
    }
    
    public class Mother {
    
      public void dance() {
          System.out.println("妈妈爱跳舞");
      }
    
    }
    public class Son extends Father {
    // 此时,Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法
    }

2. 继承中的成员访问特点

2.1 继承中变量的访问特点(掌握)

在子类方法中访问一个变量,采用的是就近原则。

  1. 子类局部范围找
  2. 子类成员范围找
  3. 父类成员范围找
  4. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)
  • 示例代码

    class Fu {
      int num = 10;
    }
    class Zi {
      int num = 20;
      public void show(){
          int num = 30;
          System.out.println(num);
      }
    }
    public class Demo1 {
      public static void main(String[] args) {
          Zi z = new Zi();
          z.show(); // 输出show方法中的局部变量30
      }
    }

2.2 super(掌握)

  • this&super关键字:
    • this:代表本类对象的引用
    • super:代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)
  • this和super的使用分别
    • 成员变量:
    • this.成员变量 – 访问本类成员变量
    • super.成员变量 – 访问父类成员变量
    • 成员方法:
    • this.成员方法 – 访问本类成员方法
    • super.成员方法 – 访问父类成员方法
  • 构造方法:
    • this(…) – 访问本类构造方法
    • super(…) – 访问父类构造方法

2.3 继承中构造方法的访问特点(理解)

注意:子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法

​ 子类会继承父类中的数据,可能还会使用父类的数据。所以,子类初始化之前,一定要先完成父类数据的初始化,原因在于,每一个子类构造方法的第一条语句默认都是:super()

问题:如果父类中没有无参构造方法,只有带参构造方法,该怎么办呢?

1. 通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法
2. 子类通过this去调用本类的其他构造方法,本类其他构造方法再通过super去手动调用父类的带参的构造方法

注意: this(…)super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句,并且二者不能共存

2.4 继承中成员方法的访问特点(掌握)

通过子类对象访问一个方法

  1. 子类成员范围找
  2. 父类成员范围找
  3. 如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

2.5 super内存图(理解)

  • 对象在堆内存中,会单独存在一块super区域,用来存放父类的数据

    01_super内存图

2.6 方法重写(掌握)

  • 1、方法重写概念
    • 子类出现了和父类中一模一样的方法声明(方法名一样,参数列表也必须一样)
  • 2、方法重写的应用场景
    • 当子类需要父类的功能,而功能主体子类有自己特有内容时,可以重写父类中的方法,这样,即沿袭了父类的功能,又定义了子类特有的内容
  • 3、Override注解
    • 用来检测当前的方法,是否是重写的方法,起到【校验】的作用

2.7 方法重写的注意事项(掌握)

  • 方法重写的注意事项
  1. 私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)
  2. 子类方法访问权限不能更低(public > 默认 > 私有)
  3. 静态方法不能被重写,如果子类也有相同的方法,并不是重写的父类的方法
  • 示例代码
public class Fu {
    private void show() {
        System.out.println("Fu中show()方法被调用");
    }

    void method() {
        System.out.println("Fu中method()方法被调用");
    }
}

public class Zi extends Fu {

    /* 编译【出错】,子类不能重写父类私有的方法*/
    @Override
    private void show() {
        System.out.println("Zi中show()方法被调用");
    }

    /* 编译【出错】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    private void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }

    /* 编译【通过】,子类重写父类方法的时候,访问权限需要大于等于父类 */
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("Zi中method()方法被调用");
    }
}

2.8 权限修饰符 (理解)

02_权限修饰符

2.9 黑马信息管理系统使用继承改进 (掌握)

  • 需求

    把学生类和老师类共性的内容向上抽取,抽取到出一个 Person 父类,让学生类和老师类继承 Person 类

  • 实现步骤

    1. 抽取Person类

    2. 优化StudentController类中,inputStudentInfo方法,将setXxx赋值方式,改进为构造方法初始化

      注意:直接修改这种操作方式,不符合我们开发中的一个原则

      ​ 开闭原则 ( 对扩展开放对修改关闭 ) : 尽量在不更改原有代码的前提下以完成需求

      解决:重新创建一个OtherStudentController类

      编写新的inputStudentInfo方法

    3. 根据StudentController类、OtherStudentController类,向上抽取出BaseStudentController类
      再让StudentController类、OtherStudentController类,继承BaseStudentController类

  • 代码实现

    Person类及学生类和老师类

    public class Person {
      private String id;
      private String name;
      private String age;
      private String birthday;
    
      public Person() {
      }
    
      public Person(String id, String name, String age, String birthday) {
          this.id = id;
          this.name = name;
          this.age = age;
          this.birthday = birthday;
      }
    
      public String getId() {
          return id;
      }
    
      public void setId(String id) {
          this.id = id;
      }
    
      public String getName() {
          return name;
      }
    
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
    
      public String getAge() {
          return age;
      }
    
      public void setAge(String age) {
          this.age = age;
      }
    
      public String getBirthday() {
          return birthday;
      }
    
      public void setBirthday(String birthday) {
          this.birthday = birthday;
      }
    }
    // Student类
    public class Student extends Person {
      public Student() {
      }
    
      public Student(String id, String name, String age, String birthday) {
          super(id, name, age, birthday);
      }
    }
    // Teacher类
    public class Teacher extends Person {
      public Teacher() {
      }
    
      public Teacher(String id, String name, String age, String birthday) {
          super(id, name, age, birthday);
      }
    }

    BaseStudentController类

    public abstract class BaseStudentController {
      // 业务员对象
      private StudentService studentService = new StudentService();
    
      private Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
      // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单
      public void start() {
          //Scanner sc = new Scanner(System.in);
          studentLoop:
          while (true) {
              System.out.println("--------欢迎来到  管理系统--------");
              System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生  2.删除学生  3.修改学生  4.查看学生  5.退出");
              String choice = sc.next();
              switch (choice) {
                  case "1":
                      // System.out.println("添加");
                      addStudent();
                      break;
                  case "2":
                      // System.out.println("删除");
                      deleteStudentById();
                      break;
                  case "3":
                      // System.out.println("修改");
                      updateStudent();
                      break;
                  case "4":
                      // System.out.println("查询");
                      findAllStudent();
                      break;
                  case "5":
                      System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!");
                      break studentLoop;
                  default:
                      System.out.println("您的输入有误, 请重新输入");
                      break;
              }
          }
      }
    
      // 修改学生方法
      public void updateStudent() {
          String updateId = inputStudentId();
          Student newStu = inputStudentInfo(updateId);
          studentService.updateStudent(updateId, newStu);
    
          System.out.println("修改成功!");
      }
    
      // 删除学生方法
      public void deleteStudentById() {
          String delId = inputStudentId();
          // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生
          studentService.deleteStudentById(delId);
          // 4. 提示删除成功
          System.out.println("删除成功!");
      }
    
      // 查看学生方法
      public void findAllStudent() {
          // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组
          Student[] stus = studentService.findAllStudent();
          // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null
          if (stus == null) {
              System.out.println("查无信息, 请添加后重试");
              return;
          }
          // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台
          System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日");
          for (int i = 0; i 

    StudentController类

    public class StudentController extends BaseStudentController {
    
      private Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
      // 键盘录入学生信息
      // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭
      @Override
      public Student inputStudentInfo(String id) {
          System.out.println("请输入学生姓名:");
          String name = sc.next();
          System.out.println("请输入学生年龄:");
          String age = sc.next();
          System.out.println("请输入学生生日:");
          String birthday = sc.next();
          Student stu = new Student();
          stu.setId(id);
          stu.setName(name);
          stu.setAge(age);
          stu.setBirthday(birthday);
          return stu;
      }
    }

    OtherStudentController类

    public class OtherStudentController extends BaseStudentController {
    
      private Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
      // 键盘录入学生信息
      // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭
      @Override
      public Student inputStudentInfo(String id) {
          System.out.println("请输入学生姓名:");
          String name = sc.next();
          System.out.println("请输入学生年龄:");
          String age = sc.next();
          System.out.println("请输入学生生日:");
          String birthday = sc.next();
          Student stu = new Student(id,name,age,birthday);
          return stu;
      }
    }

3.抽象类

3.1抽象类的概述(理解)

​ 当我们在做子类共性功能抽取时,有些方法在父类中并没有具体的体现,这个时候就需要抽象类了!

​ 在Java中,一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法,而类中如果有抽象方法,该类必须定义为抽象类!

3.2抽象类的特点(记忆)

  • 抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰

    //抽象类的定义
    public abstract class 类名 {}
    
    //抽象方法的定义
    public abstract void eat();
  • 抽象类中不一定有抽象方法,有抽象方法的类一定是抽象类

  • 抽象类不能实例化

  • 抽象类可以有构造方法

  • 抽象类的子类

    ​ 要么重写抽象类中的所有抽象方法

    ​ 要么是抽象类

3.3抽象类的案例(应用)

  • 案例需求

    ​ 定义猫类(Cat)和狗类(Dog)

    ​ 猫类成员方法:eat(猫吃鱼)drink(喝水…)

    ​ 狗类成员方法:eat(狗吃肉)drink(喝水…)

  • 实现步骤

    1. 猫类和狗类中存在共性内容,应向上抽取出一个动物类(Animal)
    2. 父类Animal中,无法将 eat 方法具体实现描述清楚,所以定义为抽象方法
    3. 抽象方法需要存活在抽象类中,将Animal定义为抽象类
    4. 让 Cat 和 Dog 分别继承 Animal,重写eat方法
    5. 测试类中创建 Cat 和 Dog 对象,调用方法测试
  • 代码实现

    • 动物类
    public abstract class Animal {
      public void drink(){
          System.out.println("喝水");
      }
    
      public Animal(){
    
      }
    
      public abstract void eat();
    }
    • 猫类
    public class Cat extends Animal {
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("猫吃鱼");
      }
    }
    • 狗类
    public class Dog extends Animal {
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("狗吃肉");
      }
    }
    • 测试类
    public static void main(String[] args) {
          Dog d = new Dog();
          d.eat();
          d.drink();
    
          Cat c = new Cat();
          c.drink();
          c.eat();
    
          //Animal a = new Animal();
          //a.eat();
      }

3.4模板设计模式

  • 设计模式

    设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。
    使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

  • 模板设计模式

    把抽象类整体就可以看做成一个模板,模板中不能决定的东西定义成抽象方法
    让使用模板的类(继承抽象类的类)去重写抽象方法实现需求

  • 模板设计模式的优势

    模板已经定义了通用结构,使用者只需要关心自己需要实现的功能即可

  • 示例代码

    模板类

    /*
      作文模板类
    */
    public abstract class CompositionTemplate {
    
      public final void write(){
          System.out.println(">");
    
          body();
    
          System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸");
    
      }
    
      public abstract void body();
    }

    实现类A

    public class Tom extends CompositionTemplate {
    
      @Override
      public void body() {
          System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中, " +
                  "那天爸爸骑车接我放学回家,我的脚卡在了自行车链当中, 爸爸蹬不动,他就站起来蹬...");
      }
    }

    实现类B

    public class Tony extends CompositionTemplate {
      @Override
      public void body() {
    
      }
    
      /*public void write(){
    
      }*/
    }

    测试类

    public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Tom t = new Tom();
          t.write();
      }
    }

3.5final(应用)

  • fianl关键字的作用

    • final代表最终的意思,可以修饰成员方法,成员变量,类
  • final修饰类、方法、变量的效果

    • fianl修饰类:该类不能被继承(不能有子类,但是可以有父类)

    • final修饰方法:该方法不能被重写

    • final修饰变量:表明该变量是一个常量,不能再次赋值

    • 变量是基本类型,不能改变的是值

    • 变量是引用类型,不能改变的是地址值,但地址里面的内容是可以改变的

    • 举例

      public static void main(String[] args){
        final Student s = new Student(23);
          s = new Student(24);  // 错误
      s.setAge(24);  // 正确
      }

3.6黑马信息管理系统使用抽象类改进 (应用)

  • 需求

    1. 使用抽象类的思想,将BaseStudentController 中的 inputStudentInfo 方法,定义为抽象方法
    2. 将不希望子类重写的方法,使用 final 进行修饰
  • 代码实现

    BaseStudentController类

    public abstract class BaseStudentController {
      // 业务员对象
      private StudentService studentService = new StudentService();
    
      private Scanner sc = new Scanner(System.in);
    
      // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单
      public final void start() {
          //Scanner sc = new Scanner(System.in);
          studentLoop:
          while (true) {
              System.out.println("--------欢迎来到  管理系统--------");
              System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生  2.删除学生  3.修改学生  4.查看学生  5.退出");
              String choice = sc.next();
              switch (choice) {
                  case "1":
                      // System.out.println("添加");
                      addStudent();
                      break;
                  case "2":
                      // System.out.println("删除");
                      deleteStudentById();
                      break;
                  case "3":
                      // System.out.println("修改");
                      updateStudent();
                      break;
                  case "4":
                      // System.out.println("查询");
                      findAllStudent();
                      break;
                  case "5":
                      System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!");
                      break studentLoop;
                  default:
                      System.out.println("您的输入有误, 请重新输入");
                      break;
              }
          }
      }
    
      // 修改学生方法
      public final void updateStudent() {
          String updateId = inputStudentId();
          Student newStu = inputStudentInfo(updateId);
          studentService.updateStudent(updateId, newStu);
    
          System.out.println("修改成功!");
      }
    
      // 删除学生方法
      public final void deleteStudentById() {
          String delId = inputStudentId();
          // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生
          studentService.deleteStudentById(delId);
          // 4. 提示删除成功
          System.out.println("删除成功!");
      }
    
      // 查看学生方法
      public final void findAllStudent() {
          // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组
          Student[] stus = studentService.findAllStudent();
          // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null
          if (stus == null) {
              System.out.println("查无信息, 请添加后重试");
              return;
          }
          // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台
          System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日");
          for (int i = 0; i 

4.代码块

4.1代码块概述 (理解)

在Java中,使用 { } 括起来的代码被称为代码块

4.2代码块分类 (理解)

  • 局部代码块

    • 位置: 方法中定义

    • 作用: 限定变量的生命周期,及早释放,提高内存利用率

    • 示例代码

    public class Test {
        /*
            局部代码块
                位置:方法中定义
                作用:限定变量的生命周期,及早释放,提高内存利用率
         */
        public static void main(String[] args) {
            {
                int a = 10;
                System.out.println(a);
            }
    
           // System.out.println(a);
        }
    }
  • 构造代码块

    • 位置: 类中方法外定义

    • 特点: 每次构造方法执行的时,都会执行该代码块中的代码,并且在构造方法执行前执行

    • 作用: 将多个构造方法中相同的代码,抽取到构造代码块中,提高代码的复用性

    • 示例代码

    public class Test {
        /*
            构造代码块:
                位置:类中方法外定义
                特点:每次构造方法执行的时,都会执行该代码块中的代码,并且在构造方法执行前执行
                作用:将多个构造方法中相同的代码,抽取到构造代码块中,提高代码的复用性
         */
        public static void main(String[] args) {
            Student stu1 = new Student();
            Student stu2 = new Student(10);
        }
    }
    
    class Student {
    
        {
            System.out.println("好好学习");
        }
    
        public Student(){
            System.out.println("空参数构造方法");
        }
    
        public Student(int a){
            System.out.println("带参数构造方法...........");
        }
    }
  • 静态代码块

    • 位置: 类中方法外定义

    • 特点: 需要通过static关键字修饰,随着类的加载而加载,并且只执行一次

    • 作用: 在类加载的时候做一些数据初始化的操作

    • 示例代码

    public class Test {
        /*
            静态代码块:
                位置:类中方法外定义
                特点:需要通过static关键字修饰,随着类的加载而加载,并且只执行一次
                作用:在类加载的时候做一些数据初始化的操作
         */
        public static void main(String[] args) {
            Person p1 = new Person();
            Person p2 = new Person(10);
        }
    }
    
    class Person {
        static {
            System.out.println("我是静态代码块, 我执行了");
        }
    
        public Person(){
            System.out.println("我是Person类的空参数构造方法");
        }
    
        public Person(int a){
            System.out.println("我是Person类的带...........参数构造方法");
        }
    }

4.3黑马信息管理系统使用代码块改进 (应用)

  • 需求

    使用静态代码块,初始化一些学生数据

  • 实现步骤

    1. 在StudentDao类中定义一个静态代码块,用来初始化一些学生数据
    2. 将初始化好的学生数据存储到学生数组中
  • 示例代码

    StudentDao类

    public class StudentDao {
      // 创建学生对象数组
      private static Student[] stus = new Student[5];
    
      static {
          Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11");
          Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11");
    
          stus[0] = stu1;
          stus[1] = stu2;
      }
    
      // 添加学生方法
      public boolean addStudent(Student stu) {
    
          // 2. 添加学生到数组
          //2.1 定义变量index为-1,假设数组已经全部存满,没有null的元素
          int index = -1;
          //2.2 遍历数组取出每一个元素,判断是否是null
          for (int i = 0; i 
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文章名称:《day12-继承》
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