19 KiB
day09【继承、super、this、抽象类】
今日内容
- 三大特性——继承
- 方法重写
- super关键字
- this关键字
- 抽象类
教学目标
- 能够解释类名作为参数和返回值类型
- 能够写出类的继承格式
- 能够说出继承的特点
- 能够说出子类调用父类的成员特点能
- 够说出方法重写的概念
- 能够说出this可以解决的问题
- 能够说出super可以解决的问题
- 描述抽象方法的概念
- 写出抽象类的格式
- 写出抽象方法的格式
- 能够说出父类抽象方法的存在意义
- 能够完成发红包案例的代码逻辑
第一章 继承
1.1 概述
由来
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，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。如图所示：
其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。
继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：is-a 的关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。
定义
- 继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。
好处
- 提高代码的复用性。
- 类与类之间产生了关系，是多态的前提。
1.2 继承的格式
通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：
class 父类 {
...
}
class 子类 extends 父类 {
...
}
继承演示，代码如下：
/*
* 定义员工类Employee，做为父类
*/
class Employee {
String name; // 定义name属性
// 定义员工的工作方法
public void work() {
System.out.println("尽心尽力地工作");
}
}
/*
* 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
*/
class Teacher extends Employee {
// 定义一个打印name的方法
public void printName() {
System.out.println("name=" + name);
}
}
/*
* 定义测试类
*/
public class ExtendDemo01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个讲师类对象
Teacher t = new Teacher();
// 为该员工类的name属性进行赋值
t.name = "小明";
// 调用该员工的printName()方法
t.printName(); // name = 小明
// 调用Teacher类继承来的work()方法
t.work(); // 尽心尽力地工作
}
}
1.3 继承后的特点——成员变量
当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量，又产生了哪些影响呢？
成员变量不重名
如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。代码如下：
class Fu {
// Fu中的成员变量。
int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
// Zi中的成员变量
int num2 = 6;
// Zi中的成员方法
public void show() {
// 访问父类中的num，
System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。
// 访问子类中的num2
System.out.println("Zi num2="+num2);
}
}
class ExtendDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
Zi z = new Zi();
// 调用子类中的show方法
z.show();
}
}
演示结果：
Fu num = 5
Zi num2 = 6
成员变量重名
如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：
class Fu {
// Fu中的成员变量。
int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
// Zi中的成员变量
int num = 6;
public void show() {
// 访问父类中的num
System.out.println("Fu num=" + num);
// 访问子类中的num
System.out.println("Zi num=" + num);
}
}
class ExtendsDemo03 {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
Zi z = new Zi();
// 调用子类中的show方法
z.show();
}
}
演示结果：
Fu num = 6
Zi num = 6
子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。
使用格式：
super.父类成员变量名
子类方法需要修改，代码如下：
class Zi extends Fu {
// Zi中的成员变量
int num = 6;
public void show() {
//访问父类中的num
System.out.println("Fu num=" + super.num);
//访问子类中的num
System.out.println("Zi num=" + this.num);
}
}
演示结果：
Fu num = 5
Zi num = 6
小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。
1.4 继承后的特点——成员方法
当类之间产生了关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？
成员方法不重名
如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。代码如下：
class Fu{
public void show(){
System.out.println("Fu类中的show方法执行");
}
}
class Zi extends Fu{
public void show2(){
System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
}
}
public class ExtendsDemo04{
public static void main(String[] args) {
Zi z = new Zi();
//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
z.show();
z.show2();
}
}
成员方法重名——重写(Override)
如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。
- 方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。
代码如下：
class Fu {
public void show() {
System.out.println("Fu show");
}
}
class Zi extends Fu {
//子类重写了父类的show方法
public void show() {
System.out.println("Zi show");
}
}
public class ExtendsDemo05{
public static void main(String[] args) {
Zi z = new Zi();
// 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
z.show(); // Zi show
}
}
重写的应用
子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：
class Phone {
public void sendMessage(){
System.out.println("发短信");
}
public void call(){
System.out.println("打电话");
}
public void showNum(){
System.out.println("来电显示号码");
}
}
//智能手机类
class NewPhone extends Phone {
//重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
public void showNum(){
//调用父类已经存在的功能使用super
super.showNum();
//增加自己特有显示姓名和图片功能
System.out.println("显示来电姓名");
System.out.println("显示头像");
}
}
public class ExtendsDemo06 {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
NewPhone np = new NewPhone()；
// 调用父类继承而来的方法
np.call();
// 调用子类重写的方法
np.showNum();
}
}
小贴士：这里重写时，用到super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。
注意事项
- 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
- 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
1.5 继承后的特点——构造方法
当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？
首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。
- 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
- 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个
super()，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：
class Fu {
private int n;
Fu(){
System.out.println("Fu()");
}
}
class Zi extends Fu {
Zi(){
// super（），调用父类构造方法
super();
System.out.println("Zi（）");
}
}
public class ExtendsDemo07{
public static void main (String args[]){
Zi zi = new Zi();
}
}
输出结果：
Fu（）
Zi（）
1.6 super和this
父类空间优先于子类对象产生
在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：
super和this的含义
-
super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
-
this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。
super和this的用法
- 访问成员
this.成员变量 -- 本类的
super.成员变量 -- 父类的
this.成员方法名() -- 本类的
super.成员方法名() -- 父类的
用法演示，代码如下：
class Animal {
public void eat() {
System.out.println("animal : eat");
}
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("cat : eat");
}
public void eatTest() {
this.eat(); // this 调用本类的方法
super.eat(); // super 调用父类的方法
}
}
public class ExtendsDemo08 {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Animal();
a.eat();
Cat c = new Cat();
c.eatTest();
}
}
输出结果为：
animal : eat
cat : eat
animal : eat
- 访问构造方法
this(...) -- 本类的构造方法
super(...) -- 父类的构造方法
子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。
1.7 继承的特点
- Java只支持单继承，不支持多继承。
//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class C extends A{} //ok
class C extends A，B... //error
- Java支持多层继承(继承体系)。
class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}
顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。
- 子类和父类是一种相对的概念。
第二章 抽象类
2.1 概述
由来
父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定，包含抽象方法的类就是抽象类。
定义
- 抽象方法 ： 没有方法体的方法。
- 抽象类：包含抽象方法的类。
2.2 abstract使用格式
抽象方法
使用abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
定义格式：
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；
代码举例：
public abstract void run()；
抽象类
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
定义格式：
abstract class 类名字 {
}
代码举例：
public abstract class Animal {
public abstract void run()；
}
抽象的使用
继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。
代码举例：
public class Cat extends Animal {
public void run (){
System.out.println("小猫在墙头走~~~")；
}
}
public class CatTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建子类对象
Cat c = new Cat();
// 调用run方法
c.run();
}
}
输出结果：
小猫在墙头走~~~
此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。
2.3 注意事项
关于抽象类的使用，以下为语法上要注意的细节，虽然条目较多，但若理解了抽象的本质，无需死记硬背。
-
抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
-
抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。
理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。
-
抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
-
抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。
第三章 继承的综合案例
3.1 综合案例：群主发普通红包
群主发普通红包。某群有多名成员，群主给成员发普通红包。普通红包的规则：
- 群主的一笔金额，从群主余额中扣除，平均分成n等份，让成员领取。
- 成员领取红包后，保存到成员余额中。
请根据描述，完成案例中所有类的定义以及指定类之间的继承关系，并完成发红包的操作。
3.2 案例分析
根据描述分析，得出如下继承体系：
3.3 案例实现
定义用户类：
public class User {
// 成员变量
private String username; // 用户名
private double leftMoney; // 余额
// 构造方法
public User() { }
public User(String username, double leftMoney) {
this.username = username;
this.leftMoney = leftMoney;
}
// get/set方法
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public double getLeftMoney() {
return leftMoney;
}
public void setLeftMoney(double leftMoney) {
this.leftMoney = leftMoney;
}
// 展示信息的方法
public void show() {
System.out.println("用户名:"+ username +" , 余额为:" + leftMoney + "元");
}
}
定义群主类：
public class QunZhu extends User {
// 添加构造方法
public QunZhu() {
}
public QunZhu(String username, double leftMoney) {
// 通过super 调用父类构造方法
super(username, leftMoney);
}
/*
群主发红包，就是把一个整数的金额，分层若干等份。
1.获取群主余额,是否够发红包.
不能则返回null,并提示.
能则继续.
2.修改群主余额.
3.拆分红包.
3.1.如果能整除，那么就平均分。
3.2.如果不能整除，那么就把余数分给最后一份。
*/
public ArrayList<Double> send(int money, int count) {
// 获取群主余额
double leftMoney = getLeftMoney();
if(money > leftMoney) {
return null;
}
// 修改群主余额的
setLeftMoney(leftMoney - money);
// 创建一个集合,保存等份金额
ArrayList<Double> list = new ArrayList<>();
// 扩大100倍,相当于折算成'分'为单位,避免小数运算损失精度的问题
money = money * 100;
// 每份的金额
int m = money / count;
// 不能整除的余数
int l = money % count;
// 无论是否整除,n-1份,都是每份的等额金额
for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
// 缩小100倍,折算成 '元'
list.add(m / 100.0);
}
// 判断是否整除
if (l == 0) {
// 能整除, 最后一份金额,与之前每份金额一致
list.add(m / 100.0);
} else {
// 不能整除, 最后一份的金额,是之前每份金额+余数金额
list.add((m + l) / 100.00);
}
// 返回集合
return list;
}
}
定义成员类：
public class Member extends User {
public Member() {
}
public Member(String username, double leftMoney) {
super(username, leftMoney);
}
// 打开红包,就是从集合中,随机取出一份,保存到自己的余额中
public void openHongbao(ArrayList<Double> list) {
// 创建Random对象
Random r = new Random();
// 随机生成一个角标
int index = r.nextInt(list.size());
// 移除一个金额
Double money = list.remove(index);
// 直接调用父类方法,设置到余额
setLeftMoney(leftMoney + money );
}
}
定义测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个群主对象
QunZhu qz = new QunZhu("群主" , 200);
// 创建一个键盘录入
Scanner sc = new Scanner();
System.out.println("请输入金额:");
int money = sc.nextInt();
System.out.println("请输入个数:");
int count = sc.nextInt();
// 发送红包
ArrayList<Double> sendList = s.send(money,count);
// 判断,如果余额不足
if(sendList == null){
System.out.println(" 余额不足...");
return;
}
// 创建三个成员
Member m = new Member();
Member m2 = new Member();
Member m3 = new Member();
// 打开红包
m.openHongbao(sendList);
m2.openHongbao(sendList);
m3.openHongbao(sendList);
// 展示信息
qz.show();
m.show();
m2.show();
m3.show();
}
}