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Java——面向对象进阶(二)

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前言:
多态,包,final关键字,权限修饰符和代码块


文章目录

  • 一、多态
    • 1.1 概念
    • 1.2 多态存在条件
    • 1.3 多态中调用成员的特点
    • 1.4 instanceof关键字
  • 二、包
  • 三、权限修饰符
  • 四、final 关键字
    • 4.1 修饰类
    • 4.2 修饰方法
    • 4.3 修饰变量
  • 五、代码块
    • 5.1 局部代码块
    • 5.2 静态代码块
    • 5.3 构造代码块

一、多态

1.1 概念

首先我们要了解一下多态性和多态,这是两个不同的概念,多态性包括很多,例如运行时多态,编译时多态性等,而多态是具体的多态性实现。面向对象中的多态指的是运行时多态性的实现。

运行时多态: 方法的重写是运行时多态性的一种体现。同类型的对象,表现出不同的形态,即子类可以重写父类的方法,通过父类引用指向子类对象时,调用子类的方法实现。

1.2 多态存在条件

多态有以下的存在条件:

  1. 子类必须继承自同一个父类或者实现同一个接口
  2. 有方法重写
  3. 父类类型的引用指向子类对象。

1.3 多态中调用成员的特点

特点:

  • 变量调用:静态绑定(早期绑定),这意味着,即使引用类型是父类类型,访问属性时仍然使用父类中定义的变量。如果父类中没有这个变量,会编译失败。

    class Animal {String name = "Animal";void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
    }class Dog extends Animal {String name = "Dog";@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
    }public class Main {public static void main(String[] args) {Animal myDog = new Dog();System.out.println(myDog.name); // 输出:AnimalmyDog.makeSound(); // 输出:Dog barks}
    }
    
  • 方法调用:动态绑定(后期绑定),方法调用在运行时而不是在编译时决定,这意味这调用的方法要看实际对象的类型。调用的方法一定要是重写的方法。

    class Animal {void makeSound() {System.out.println("Animal makes a sound");}
    }class Dog extends Animal {@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Dog barks");}
    }class Cat extends Animal {@Overridevoid makeSound() {System.out.println("Cat meows");}
    }public class Main {public static void main(String[] args) {//父类类型的引用指向子类对象Animal myDog = new Dog();Animal myCat = new Cat();myDog.makeSound(); // 输出:Dog barksmyCat.makeSound(); // 输出:Cat meows}
    }
    

1.4 instanceof关键字

instanceof 关键字是 Java 中用于测试对象是否为某个特定类或其子类的实例的重要工具。它返回一个布尔值,指示对象是否是指定类或接口的一个实例。instanceof 关键字常用于安全地进行向下转型(将父类引用转换为子类引用)之前的类型检查。

instanceof 的语法

object instanceof ClassName

其中,object 是要进行检查的对象,ClassName 是要检查的类或接口。

class Animal {
}class Dog extends Animal {
}public class Main {public static void main(String[] args) {Animal myAnimal = new Dog();// 检查 myAnimal 是否是 Dog 类的实例if (myAnimal instanceof Dog) {System.out.println("myAnimal 是 Dog 类的一个实例");} else {System.out.println("myAnimal 不是 Dog 类的一个实例");}// 检查 myAnimal 是否是 Animal 类的实例if (myAnimal instanceof Animal) {System.out.println("myAnimal 是 Animal 一个的实例");} else {System.out.println("myAnimal 不是 Animal 一个的实例");}}
}

输出

myAnimal 是 Dog 类的一个实例
myAnimal 是 Animal 一个的实例

除此之外,JDK14提出了新特性,

object instanceof ClassName newObject

首先判断对象 object 存储的数据是不是 ClassName 类型,如果是,则返回true,并转换为 ClassName 类型的newObject 对象。


二、包

包(package) 是用于组织类和接口的一种机制。包提供了一种命名空间管理功能,可以避免命名冲突,并且有助于组织大型项目的代码结构。使用包还可以控制访问权限,限制某些类和接口只能在同一个包中访问。操作如下:
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  1. 在类中声明包

    package com.example.myapp;
    
  2. 导入包
    使用 import 关键字导入其他包中的类或接口。

    import com.example.myapp.User;
    

    如果要导入整个包,可以使用通配符 *:

    import com.example.myapp.*;
    

在不同包下使用相同类:

//使用全类名的形式即可。
//全类名:包名 + 类名
//拷贝全类名的快捷键:选中类名crtl + shift + alt + c 或者用鼠标点copy,再点击copy Reference
com.example.demo1.Student s1 = new com.example.demo1.Student();
com.example.demo2.Student s2 = new com.example.demo2.Student();

三、权限修饰符

​ 在Java中提供了四种访问权限,使用不同的访问权限修饰符修饰时,被修饰的内容会有不同的访问权限。

  • public:公共的,所有地方都可以访问。

  • protected:本类 ,本包,其他包中的子类都可以访问。

  • 默认(没有修饰符):本类 ,本包可以访问。注意:默认是空着不写,不是default

  • private:私有的,当前类可以访问。

类内部同一包不同包中的子类不同包的无关类
public++++
protected+++
默认++
private+

四、final 关键字

使用final 关键字,表示修饰的内容不可变。

  • final 变量:值初始化后不可改变,即有且仅能被赋值一次。
  • final 方法:不能被子类重写。
  • final 类:不能被继承。

4.1 修饰类

final 类不能被继承,确保类的完整性。

public final class FinalClass {// 类内容
}// 编译错误,无法继承 final 类
// public class SubClass extends FinalClass {
// }

4.2 修饰方法

final 方法不能被子类重写,保证方法行为不被修改。

public class ParentClass {public final void finalMethod() {System.out.println("This method cannot be overridden");}
}public class ChildClass extends ParentClass {// 编译错误,无法重写 final 方法// public void finalMethod() {//     System.out.println("Trying to override");// }
}

4.3 修饰变量

  1. 局部变量
    必须在使用前初始化。

    public void myMethod() {final int localVar;localVar = 10;//localVar = 20; 编译错误,无法修改 final 变量
    }
    
  2. 成员变量
    必须在声明时或构造器中初始化。

    public class MyClass {final int CONSTANT = 10;final int anotherConstant;public MyClass(int value) {this.anotherConstant = value;}public void method() {// CONSTANT = 20; // 编译错误,无法修改 final 变量}
    }
    

注意:final 修饰不同类型时的区别

  1. final 修饰基本数据类型(包括intcharfloatboolean
    当 final 修饰基本数据类型变量时,该变量的值在初始化后不可更改。

    public class FinalExample {public static void main(String[] args) {final int x = 10;// x = 20; // 编译错误,无法修改 final 变量的值System.out.println("Final primitive value: " + x);}
    }
    
  2. final 修饰引用数据类型
    当 final 修饰引用数据类型变量时,该变量的引用在初始化后不可更改,但引用的对象的内容可以更改。

    public class FinalReferenceExample {public static void main(String[] args) {final StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");// sb = new StringBuilder("World"); // 编译错误,无法更改 final 引用// 可以修改对象的内容sb.append(" World");System.out.println("Final reference value: " + sb.toString());}
    }
    

五、代码块

在 Java 中,代码块(也称为块)是一组被大括号 {} 包围的语句。代码块分为以下几种类型:构造代码块、静态代码块、局部代码块。每种类型的代码块在程序执行中的作用和执行时机各不相同。

5.1 局部代码块

局部代码块是定义在方法中的一组语句,用于限制变量的作用范围。

public class LocalCodeBlockExample {public static void main(String[] args) {// 局部代码块{int x = 30;System.out.println("Local code block: x = " + x);}// System.out.println(x); // 编译错误,x 作用范围仅限于局部代码块}
}

5.2 静态代码块

静态初始化块在类加载时执行一次,用于初始化静态变量。静态初始化块在类加载时执行,而不是在创建实例时执行。

public class StaticInitializationBlockExample {private static int x;// 静态初始化块static {x = 20;System.out.println("Static initialization block: x = " + x);}public StaticInitializationBlockExample() {System.out.println("Constructor: x = " + x);}public static void main(String[] args) {StaticInitializationBlockExample example = new StaticInitializationBlockExample();}
}
//运行结果
//Static initialization block: x = 20
//Constructor: x = 20

5.3 构造代码块

构造块在每次创建类的实例时执行。它可以用来初始化实例变量。

public class InstanceInitializationBlockExample {private int x;// 实例初始化块{x = 10;System.out.println("Instance initialization block: x = " + x);}public InstanceInitializationBlockExample() {System.out.println("Constructor: x = " + x);}public static void main(String[] args) {InstanceInitializationBlockExample example = new InstanceInitializationBlockExample();}
}
//运行结果
//Instance initialization block: x = 10
//Constructor: x = 10

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