类的封装、继承和多态培训讲学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Java,程序设计实用教程（第,3,版）,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),*,Java,程序设计实用教程（第,3,版）,第,3,章 类的封装、继承和多态,3.1,类和对象,3.2,类的封装性,3.3,类的继承性,3.4,类的多态性,3.5,类的抽象性,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1,类和对象,类,(class):,是既包括数据又包括作用于数据的一组操作的封装体。,对象,(object):,是类的实例,(instance),。,类具有封装性、继承性、多态性和抽象性。,3.1.1,类,3.1.2,对象,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.1,类,声明类,类声明,成员变量的声明,;,成员方法的声明及实现,;,修饰符,class,类,extends,父类,implements,接口列表,类结构,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.1,类,声明成员变量和成员方法,声明成员变量格式,:,修饰符,数据类型,变量,=,表达式,变量,=,表达式,;,声明成员方法格式,:,修饰符,返回值类型 方法,(,参数列表,),throws,异常类,语句序列,;,return ,返回值,;,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.1,类,public class MyDate,/,类声明,int year,month,day;,/,成员变量,void set(int y,int m,int d),/,成员方法,year=y;,/,设置日期值,month=m;,day=d;,例,3.1,声明日期类,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.1,类,3.,成员方法重载,void set(int y,int m,int d),/,重载方法，参数个数不同,void set(int m,int d),void set(int d),void set(MyDate d),/,重载方法，参数数据类型不同,以下方法是错误的：,void set(int y,int m,int d),void set(int m,int d,int y),Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.2,对象,一个对象的生命周期是：,创建,运行,消亡。,声明对象,类 对象,MyDate d;,创建实例,对象,=,new,类的构造方法,(,参数列表,),d=new MyDate(),；或,MyDate d=new MyDate(),；,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.1.2,对象,3.,引用对象的成员变量和调用对象方法引用成员变量,对象,.,成员变量,如：,d.year=2008;,调用成员方法,对象,.,成员方法,(,参数列表,),如：,d.set(2009,7,28);,Java,语言回收机制自动释放对象。,【,例,3.1】,声明日期类及使用日期对象。,public class MyDate,/,类声明,int year,month,day;,/,成员变量，表示年、月、日,void set(int y,int m,int d),/,成员方法，设置日期值,/,无返回值，有,3,个参数,year=y;,month=m;,day=d;,void set(MyDate d),/,将当前对象值设置为参数值，重载set(d.year,d.month,d.day);,/,调用重载的同名成员方法,public String toString(),/,返回中文日期字符串,return year+”,年,”+month+”,月,”+day+”,日,”;,public boolean equals(MyDate d),/,比较当前日期值与,d,是否相等,return this=d|d!=null,/this,指代调用本方法的当前对象,3.1.2,对象,public static void main(String args),MyDate d1=new MyDate();,/,声明对象，创建实例，引用赋值,d1set(2009,7,16);,/,调用类的成员方法,MyDate d2=d1;,/,对象引用赋值,System.out.println(“d1:”+d1.toString()+“d2:”+d2.toString()+,”d1=d2?”+(d1=d2);,d2.year=2008;,/,修改实例成员变量值,System.out.println(“d1:”+d1+“d2:”+d2+”d1=d2?”+,(d1=d2)+”,d1.equals(d2)?”+(d1.equals(d2);,/,将对象转换为字符串，默认调用,d1.toString();,d2=new MyDate();,/,创建另一个实例,d2.set(d1);,System.out.println(“d1:”+d1+“d2:”+d2+”d1=d2?”+,(d1=d2)+”,d1.equals(d2)?”+(d1.equals(d2);,3.1.2,对象,4.,对象的引用模型,3.1.2,对象,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),5.,对象的关系运算与比较相等,3.1.2,对象,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2,类的封装性,3.2.1,构造方法,3.2.2 this,引用和,instanceof,对象运算符,3.2.3,访问控制,3.2.4,静态成员,3.2.5,析构方法,3.2.6,浅拷贝与深拷贝,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2,类的封装性,封装（,encapsulation,）的含义是：类的设计者把类设计成一个黑匣子，使用者只能看见类中定义的公共方法，而看不见方法的实现细节，也不能直接对类中的数据进行操作。,封装的目的有：,隐藏类的实现细节；,迫使用户通过接口去访问数据；,增强代码的可维护性。,封装的措施有：,构造方法、析构方法、方法重载、设置访问控制权限。,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.1,构造方法,声明及调用构造方法,public class MyDate,int year,month,day;,public MyDate(int y,int m,int d),/,声明构造方法,/,构造方法与类同名，构造方法返回该类的一个实例,year=y;,month=m;,day=d;,MyDate d=new MyDate(2009,7,18);,/,对,MyDate d=new MyDate();,/,错,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.1,构造方法,2.,默认构造方法,public MyDate(),/,没有声明任何构造方法时系统提供,使用默认构造方法实例化对象时进行初始化约定：,整数,0,、,浮点数,0.0,、,字符,u0000,、,布尔,false,、,引用数据类型,null,public class MyDate,int year,month,day;,public MyDate(),/,声明构造方法,/,构造方法与类同名，构造方法返回该类的一个实例,year=1970;,month=1;,day=1;,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.,拷贝构造方法,public MyDate(MyDate d),year=d.year;,month=d.month;,day=d.day;,调用语句如下：,MyDate d1=new MyDate(2009,7,16);,MyDate d2=new MyDate(d1);,第,2,句功能相当于以下两句：,MyDate d2=new MyDate();,d2.set(d1);,3.2.1,构造方法,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),4.,构造方法重载,public MyDate(int y,int m,int d),public MyDate(int y,int m),public MyDate(int y),public MyDate(),public MyDate(MyDate d),3.2.1,构造方法,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.2 this,引用和,instanceof,对象运算符,this,引用,指代对象本身,this,访问本类的成员变量和成员方法,this成员变量,this.,成员方法,(,参数列表,),调用本类重载的构造方法,this(,参数列表,),instanceof,对象运算符,MyDate d=new MyDate();,d instanceof MyDate,3.2.3,访问控制,类的访问权限：只有,public,和缺省两种。,public,class MyDate,class MyDate_ex,类中成员的访问权限,声明,set(),和,get(),方法存取对象的属性,权限修饰符,同一类,同一包,不同包的子类,所有类,public(,公有,),protected(,保护,),缺省,private(,私有,),Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.4,静态成员,public class MyDate,private int year,month,day;,/,实例成员变量,private,static,int thisYear;,/,静态成员变量,static,/,静态成员变量初始化,thisYear=2009;,public,static,int getThisYear(),/,静态成员方法,return thisYear;,/,访问静态成员变量,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),静态成员变量的初始化：,static /,静态初始化块,静态成员变量的初始化,;【,例,3.2】,封装的日期类。,图,3.3,实例成员变量与静态成员变量的存储结构不同,3.2.4,静态成员,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.5,析构方法,public void finalize(),/,析构方法,语句序列,;,作用是：释放实例，并执行特定的操作。,如：,a.finalize();,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.6,浅拷贝与深拷贝,1.,浅拷贝,public class Person,String name;,Mydate birthday;,public Person(String name,Mydate birthday),this.name=name;,this.birthday=birthday;,public Person(Person p),this(p.name,p.birthday);,3.2.6,浅拷贝与深拷贝,2.,深拷贝,有如下的类定义：,Person p1=new Person(“,李小明,”,new Mydate(1979,3,15);,Person p2=new Person(p1);,3.2.6,浅拷贝与深拷贝,2.,深拷贝,有如下的调用构造方法：,public class Person,String name;,Mydate birthday;,public Person(String name,Mydate birthday),this.name=name,this.birthday=birthday;,public Person(Person p),this(p.name,p.birthday,);,3.2.6,浅拷贝与深拷贝,2.,深拷贝,new MyDate(p.birthday),String,是常量字符串类，当改变一个对象时自动创建新的,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.2.6,浅拷贝与深拷贝,2.,深拷贝,【,例,3.3】,使用对象作为成员变量并实现,深拷贝的,Person,类。,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.3,类的继承性,继承是一种由已有类创建新类的机制。,3.3.1,由继承派生类,3.3.2,继承原则及作用,3.3.3,子类的构造方法,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.3.1,由继承派生类,修饰符,class,类,extends,父类,implements,接口列表,例如：,public class Student,extends,Person,String speciality;,/,专业,【,例,3.4】Student,类继承,Person,类。,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.3.1,由继承派生类,public class Student,extends,Person,String speciality;/,专业,public static void main(String args),Person p1=new Person(“,李小明,”,new Mydate(1979,3,15);,Student,s1=new Student();,s1.howMany();,System.out.println(“p1:”+p1+“,s1:”+s1);,s1.set(“,王江,”,，,Mydate(1987,9,1);,System.out.println(s1+“,”+p1.getname()+“,比,”+,s1.getname()+”,大,”+p1.olderThen(s1)+”,岁,”);,s1.finalize();,Person.howMany();,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.3.2,继承原则及作用,继承原则,子类继承父类的成员变量,子类继承父类除构造方法以外的成员方法,子类不能继承父类的构造方法,子类可以增加成员，可以重定义从父类继承来的成员，但不能删除它们。,2.,继承的作用,3.3.2,继承原则及作用,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.Object,类,public class Object,public Object(),/,构造方法,public String toString(),/,描述对象,public boolean equals(Object obj),/,比较对象相等,protected void finalize()throws Throwable,Java,中的类都是,Object,的子类,public class Person extends Object,3.3.2,继承原则及作用,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),4.,子类对父类成员的访问权限,子类不能访问父类的私有成员（,private,）。,子类能够访问父类的公有成员（,public,）和保护成员（,protected,）。,子类对父类的缺省权限成员的访问控制，以包为界分两种情况，可以访问当前包中成员3.3.2,继承原则及作用,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.3.3,子类的构造方法,使用,super(),调用父类构造方法,super(,参数列表,),public Student(String name,MyDate birthday,String spec),super(name,birthday);,/,调用父类同参数的构造方法,this.speciality=spec;,默认执行,super(),public Student(),/Java,提供的默认构造方法,super();,/,调用父类构造方法,Person(),Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4,类的多态性,3.4.1,子类重定义从父类继承来的成员,3.4.2,类型的,多态,3.4.,3,编译时多态和运行时多态,3.4.,4,多态,的方法实现,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4.1,子类重定义从父类继承来的成员,多态（,polymorphism,）意为一个名字可具有多种语义。如：,+1,1+2,“1”+“2”,多态性是面向对象的核心特征之一。,主要有方法多态和类型的多态。,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4.1,子类重定义从父类继承来的成员,子类隐藏父类成员变量,子类覆盖父类成员方法,覆盖,（,override,）,是指子类声明并实现父类中 的同名方法并且参数列表也完全相同。,子类继承并重载父类成员方法,重载（,overload,）是指同一个类中的多个方法可以同名但参数列表必须不同。,【,例,3.5】Student,类重定义从父类继承来的成员。,this.count,super.count,p1.toString();,s2.toString();,s1.finalize();,s2.set(“,张晓丽,”,new Mydate(1982,4,3);,s2.set(“,胡东东,”,new Mydate(1982,4,3),“,电子信息工程,”);,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),4.super,引用,调用父类的构造方法,super(,参数列表,),引用父类同名成员,子类隐藏父类成员变量,super.,成员变量,子类覆盖父类成员方法,super.,成员方法,(,参数列表,),3.4.1,子类重定义从父类继承来的成员,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4.2,类型的多态,子类对象即是父类对象,new Student()instanceof Person,/true,new Person()instanceof Student,/false,父类对象引用子类实例,Person p=new Student();,Object obj=new Person();,public int olderThen(Person p),p1.olderThen(s1),s1.olderThen(p1),Person,类方法,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4.3,编译时多态和运行时多态,编译时多态性,方法重载都是编译时多态。,Person p1=new Person(,李小明,new MyDate(1979,3,15);,p1.toString(),/,执行,Person,类的,toString(),Student s1=new Student(p1,计算机,);,s1.toString(),/,执行,Student,类的,toString(),2.,运行时多态性,Person p2=new Student(,张小莉,new MyDate(1989,1,5);,/,父类对象引用子类实例,p2.toString(),/,执行,Student,类的,toString(),父类对象不能,执行子类增加,的成员方法。,如：,p2.setSpeciality(“,电子信息,”);,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.4.4,多态的方法实现,多态的,toString(),方法,Object,类声明,:,public String toString(),/,返回当前对象的信息字符串,return getClass().getName()+Integer.toHexString(hashCode();,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),2,.,多态的,equals(),方法,Object,类声明,:,public boolean equals(Object obj),return this=obj;,/,引用比较,3.4.4,多态的方法实现,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),Person,类声明,:,public boolean equals(,Object obj,),if(this=obj),return true;,if(obj!=null&obj instanceof Person,Person p=(Person)obj;,return this.name.equals(p.name)&,this.birthday.equals(p.birthday);,return false;,3.4.4,多态的方法实现,此处覆盖,Object,类的方法,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),【,例,3.6】,在对象数组中查找,。,对象数组及计数,运行时多态性体现,System.out.println(tablei.toString();,indexOf(Object table,Object obj),Oldest(Person table),/getAge(),年龄,Java,程序设计实用教程,第,3,版,),3.5,类的抽象性,3.5.1,用继承刻画包含关系,3.5.2,抽象类,3.5.3,最终类,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.5.1,用继承刻画包含关系,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.5.2,抽象类,声明抽象类与抽象方法,public,abstract,class ClosedFigure,/,闭合图形抽象类,public,abstract,double area(),;,/,计算面积，抽象方法，以分号,;,结束,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.5.2,抽象类,抽象类的特点,构造方法、静态成员方法不能被声明为抽象方法。,一个非抽象类必须实现从父类继承来的所有抽象方法。,(,若不能实现就定义为抽象类,),不能创建抽象类的实例。例如：,ClosedFigure g=new ClosedFigure();,/,语法错,抽象类与抽象方法的作用,抽象类用于描述抽象概念；抽象方法在多个子类中表现出多态性，提供了方法声明与方法实现的分离机制，使抽象类的多个子类能够表现出共同的行为能力。,【,例,3.7】,闭合图形抽象类及其子类,例,3.7,闭合图形抽象类及其子类,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),3.5.3,最终类,声明最终类,public,final,class Math extends Object/,最终类（数学），不能被继承,声明最终方法,public class Circle1 extends Graphics1,public,final,double area(),/,最终方法，不能被子类覆盖,return Math.PI*this.radius*this.radius;,最终类包含的都是最终方法，非最终类也可以包含最终方法。,Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),作业和实验,3,、,4,作业：,p102,习题,3,P102,：,2,、,3,、,5,、,6,、,9,题,P102,：,10,、,12,、,13,、,16,、,19,题,P103,：,20,、,21,、,23,、,24,、,25,题,P103,：,26,、,27,、,28,、,29,、,31,题,P104,：,34,、,35,、,36,、,37,、,38,题,实验,3,：,1,、,P105(1)2,、,P105(4)3,、,P105(5),实验,4,：,1,、,P105(8)2,、,P105(11)3,、,P105(12),Java,程序设计实用教程,(,第,3,版,),实验,3,类的封装、继承和多态,目的：,类的封装、继承、多态和抽象性。,要求：,掌握类的封装措施，理解对象的引用模型；掌握类的继承原则，使用重载和覆盖等多态设计可复用方法，理解运行时多态；理解抽象类和最终类的作用。掌握,JDK,创建自定义包、声明导入包的方法。,重点：,类的封装、继承原则，重载和覆盖等多态，运行时多态性。,难点：,运行时多态性。,