JavaSE基础教程(十)继承、抽象类、员工类系列定义

第1章 继承

1.1 继承的概念

在现实生活中,继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中,继承描述的是事物之间的所属关系,通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工,程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工,同理,JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工,而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。这些员工之间会形成一个继承体系,具体如下图所示。

在Java中,类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类,构建出来的新类被称作子类,现有类被称作父类,子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

1.2 继承的格式&使用

在程序中,如果想声明一个类继承另一个类,需要使用extends关键字。

格式:
     class 子类 extends 父类 {}

接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的,如下所示。Example01.java

/*
 * 定义员工类Employee
 */
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");
	}
}

/*
 * 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
 */
class Developer 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 Example01 {
	public static void main(String[] args) {
		Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象
		d.name = "小明"; // 为该员工类的name属性进行赋值
		d.printName(); // 调用该员工的printName()方法
		d.work(); // 调用Developer类继承来的work()方法
	}
}

运行结果如下图所示。

在上述代码中,Developer类通过extends关键字继承了Employee类,这样Developer类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出,子类虽然没有定义name属性和work()方法,但是却能访问这两个成员。这就说明,子类在继承父类的时候,会自动拥有父类的成员。

1.3 继承的好处&注意事项

继承的好处:

1、继承的出现提高了代码的复用性,提高软件开发效率。

2、继承的出现让类与类之间产生了关系,提供了多态的前提。

在类的继承中,需要注意一些问题,具体如下:

  • 1、在Java中,类只支持单继承,不允许多继承,也就是说一个类只能有一个直接父类,例如下面这种情况是不合法的。
class A{} 
     class B{}
     class C extends A,B{}  // C类不可以同时继承A类和B类
  • 2、多个类可以继承一个父类,例如下面这种情况是允许的。
 class A{}
     class B extends A{}
     class C extends A{}   // 类B和类C都可以继承类A
  • 3、在Java中,多层继承是可以的,即一个类的父类可以再去继承另外的父类,例如C类继承自B类,而B类又可以去继承A类,这时,C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。
class A{}
     class B extends A{}   // 类B继承类A,类B是类A的子类
     class C extends B{}   // 类C继承类B,类C是类B的子类,同时也是类A的子类
  • 4、在Java中,子类和父类是一种相对概念,也就是说一个类是某个类父类的同时,也可以是另一个类的子类。例如上面的这种情况中,B类是A类的子类,同时又是C类的父类。

1.4 继承-子父类中成员变量的特点

了解了继承给我们带来的好处,提高了代码的复用性。继承让类与类或者说对象与对象之间产生了关系。那么,当继承出现后,类的成员之间产生了那些变化呢?

类的成员重点学习成员变量、成员方法的变化。

成员变量:如果子类父类中出现不同名的成员变量,这时的访问是没有任何问题。

看如下代码:

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);
		//访问子类中的num2
		System.out.println("Zi num2="+num2);
	}
}
class Demo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Zi z = new Zi(); //创建子类对象
		z.show(); //调用子类中的show方法
	}
}

代码说明: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。

当子父类中出现了同名成员变量时,在子类中若要访问父类中的成员变量,必须使用关键字super来完成。super用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用。super今天不做具体讲解,在课程第12天会详细讲解。

在子类中,访问父类中的成员变量格式:
    super.父类中的成员变量

看如下代码:

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;
	void show()
	{
		//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
		//访问父类中的num
		System.out.println("Fu num="+super.num);
		//访问子类中的num2
		System.out.println("Zi num2="+this.num);
	}
}
class Demo5 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Zi z = new Zi(); //创建子类对象
		z.show(); //调用子类中的show方法
	}
}

1.5 继承-子父类中成员方法特点-重写&应用

  • 子父类中成员方法的特点

当在程序中通过对象调用方法时,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。

看如下代码:

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 Test{
	public static void main(String[] args) {
		Zi z = new Zi();
		z.show(); //子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行
		z.show2();
	}
}
  • 成员方法特殊情况——覆盖

子类中出现与父类一模一样的方法时,会出现覆盖操作,也称为override重写、复写或者覆盖。

class Fu
{
	public void show()
	{
		System.out.println("Fu show");
	}
}
class Zi extends Fu
{
	//子类复写了父类的show方法
	public void show()
	{
		System.out.println("Zi show");
	}
}
  • 方法重写(覆盖)的应用:

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。

举例:比如手机,当描述一个手机时,它具有发短信,打电话,显示来电号码功能,后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像,这时可以重新定义一个类描述智能手机,并继承原有描述手机的类。并在新定义的类中覆盖来电显示功能,在其中增加显示姓名和头像功能。

在子类中,访问父类中的成员方法格式:
    super.父类中的成员方法();

看如下代码:

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		new NewPhone().showNum();
	}
}

//手机类
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{
	
	//覆盖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");
	}
}

1.6 方法重写的注意事项

重写需要注意的细节问题:

  • 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。
class Fu(){	
void show(){}
    public void method(){}
}
class Zi() extends Fu{
public void show(){}  //编译运行没问题
    void method(){}      //编译错误
}
  • 写法上稍微注意:必须一模一样:方法的返回值类型 方法名 参数列表都要一样。

总结:当一个类是另一个类中的一种时,可以通过继承,来继承属性与功能。如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时,进行方法重写。

第2章 抽象类

2.1 抽象类-产生

当编写一个类时,我们往往会为该类定义一些方法,这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式,那么这些方法都有具体的方法体。

但是有的时候,某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法,但是无法准确知道子类如何实现这些方法。比如一个图形类应该有一个求周长的方法,但是不同的图形求周长的算法不一样。那该怎么办呢?

分析事物时,发现了共性内容,就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况,就是方法功能声明相同,但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取,但只抽取方法声明,不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。

描述JavaEE工程师:行为:工作。

描述Android工程师:行为:工作。

JavaEE工程师和Android工程师之间有共性,可以进行向上抽取。抽取它们的所属共性类型:研发部员工。由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能,但是他们具体工作内容却不一样。这时在描述研发部员工时,发现了有些功能(工作)不具体,这些不具体的功能,需要在类中标识出来,通过java中的关键字abstract(抽象)。

当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰,被abstract关键字修饰的类是抽象类。

2.2 抽象类&抽象方法的定义

抽象方法定义的格式:

public abstract 返回值类型 方法名(参数);

抽象类定义的格式:

abstract class 类名 {
}
//研发部员工 
abstract class Developer {
	public abstract void work();//抽象函数。需要abstract修饰,并分号;结束
}

//JavaEE工程师
class JavaEE extends Developer{
	public void work() {
		System.out.println("正在研发淘宝网站");
	}
}

//Android工程师
class Android extends Developer {
	public void work() {
		System.out.println("正在研发淘宝手机客户端软件");
	}
}

2.3 抽象类的特点:

1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。

2、抽象类不可以直接创建对象,原因:调用抽象方法没有意义。

3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后,其子类才可以创建对象。否则该子类还是一个抽象类。

之所以继承抽象类,更多的是在思想,是面对共性类型操作会更简单。

2.4 抽象类的细节问题:

1、抽象类一定是个父类?

是的,因为不断抽取而来的。

2、抽象类中是否可以不定义抽象方法。

是可以的,那这个抽象类的存在到底有什么意义呢?不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用

3、抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存?

  • 1、private:私有的方法子类是无法继承到的,也不存在覆盖,而abstract和private一起使用修饰方法,abstract既要子类去实现这个方法,而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。互相矛盾。
  • 2、final,暂时不关注,后面学
  • 3、static,暂时不关注,后面学

第3章 综合案例—员工类系列定义

3.1 案例介绍

某IT公司有多名员工,按照员工负责的工作不同,进行了部门的划分(研发部员工、维护部员工)。研发部根据所需研发的内容不同,又分为JavaEE工程师、Android工程师;维护部根据所需维护的内容不同,又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。

公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名,并要做它们所负责的工作。

  • 工作内容
    • JavaEE工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝网站
    • Android工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
    • 网络维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在检查网络是否畅通
    • 硬件维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在修复打印机

请根据描述,完成员工体系中所有类的定义,并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建,完成工作方法的调用。

3.2 案例分析

  • 根据上述部门的描述,得出如下的员工体系图

  • 根据员工信息的描述,确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则,把这些共同的属性与功能抽取到父类中(员工类),关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
    • 工作内容
      • JavaEE工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝网站
      • Android工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
      • 网络维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在检查网络是否畅通
      • 硬件维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在修复打印机
    • 创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用

3.3 案例代码实现

  • 根据员工体系图,完成类的定义
public abstract class Employee {
	private String id;// 员工编号
	private String name; // 员工姓名

	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;
	}
	
	//工作方法(抽象方法)
	public abstract void work(); 
}
  • 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
public abstract class Developer extends Employee {
}
  • 定义维护部员工类Maintainer 继承 员工类Employee
public abstract class Maintainer extends Employee {
}
  • 定义JavaEE工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法
public class JavaEE extends Developer {
	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝网站");
	}
}
  • 定义Android工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法
public class Android extends Developer {
	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝手机客户端软件");
	}
}
  • 定义Network网络维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法
public class Network extends Maintainer {
	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在检查网络是否畅通");
	}
}
  • 定义Hardware硬件维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法
public class Hardware extends Maintainer {
	@Override
	public void work() {
		System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在修复打印机");
	}
}
  • 在测试类中,创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建JavaEE工程师员工对象
		JavaEE ee = new JavaEE();
		//设置该员工的编号
		ee.setId("000015");
		//设置该员工的姓名
		ee.setName("小明");
		//调用该员工的工作方法
		ee.work();
	}
}

补充内容

继承的体系

继承的注意事项

子类还是一个抽象类

配套资料和源码下载

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