JAVA程序考试教程SL275－2（华信内部资料）

### JAVA程序考试教程SL275－2（华信内部资料） #### 第六章 类设计 本章节主要探讨了JAVA中的类设计概念，特别是聚焦于继承、方法覆盖（Override）、方法重载（Overload）以及多态等核心知识点。下面我们将深入分析这些概念及其在JAVA中的应用。 ##### 继承 继承是面向对象编程的一个关键特性，允许我们创建一个新类（子类）来继承现有类（父类）的属性和方法。这不仅减少了代码冗余，还提高了代码的复用性和维护性。 **语法格式**: ```java <修饰符> class <子类名称> [extends 父类] { …… } ``` **注意点**: - JAVA支持单继承，即一个子类只能直接继承一个父类。 - 所有的类最终都直接或间接地继承自`Object`类。 - 一个父类可以有多个子类，但一个子类只能有一个直接父类。 **示例**: 假设我们有两个类，`Employee` 和 `Manager`，其中`Manager`继承自`Employee`。 **单继承示例**: ```java class Employee { String name; int age; public Employee(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } } class Manager extends Employee { String department; public Manager(String name, int age, String department) { super(name, age); // 调用父类构造方法 this.department = department; } } ``` ##### 访问控制 在JAVA中，有四种访问修饰符：`public`、`protected`、`default`（包私有）和`private`，它们控制着类、方法和字段的可访问范围。 ##### 方法覆盖（Override） 当子类提供了一个与其父类相同的名称、返回类型以及参数列表的方法时，就发生了方法覆盖。通过这种方法，子类可以改变或扩展父类的行为。 **覆盖规则**: - 子类覆盖的方法必须与父类的方法具有相同的方法名、参数列表和返回类型。 - 子类覆盖方法的访问级别不能低于父类方法的访问级别。 - 方法覆盖仅发生在子类与父类之间。 **示例**: ```java class Employee { String no; String name; int year; public String getDetails() { return no + "/" + name + "/" + year; } } class Manager extends Employee { String dept; public String getDetails() { // 覆盖父类方法 return super.getDetails() + "/" + dept; } } ``` ##### 方法重载（Overload） 方法重载允许我们在同一个类中定义多个同名方法，但参数列表必须有所不同（类型、数量或顺序）。这有助于实现相似的功能但具有不同的行为。 **重载规则**: - 方法名必须相同。 - 参数列表至少有一项不同。 - 返回类型和修饰符不受限制。 - 调用哪个方法取决于传递的实际参数。 **示例**: ```java public class Math { public int sum(int n1, int n2) { return n1 + n2; } public int sum(int n1, int n2, int n3) { return n1 + n2 + n3; } public double sum(double n1, double n2) { // 重载 return n1 + n2; } } ``` ##### 比较覆盖和重载 | | 方法覆盖 (Override) | 方法重载 (Overload) | |----------|---------------------------------------------|------------------------------------------------| | 方法名 | 相同 | 相同 | | 参数列表 | 相同 | 必须不同 | | 返回类型 | 相同 | 可以不同 | | 访问权限 | 大于等于被覆盖方法 | 无特殊要求 | | 位置 | 在子类中覆盖父类 | 可以在同一类中或不同类中 | | 次数 | 覆盖一次 | 重载多次 | | 异常 | 不能抛出更多异常 | 无特殊要求 | ##### this关键字 `this`关键字用于引用当前类的对象，通常用于解决局部变量和成员变量同名问题，或者调用类内的另一个构造函数。 **示例**: ```java public class Employee { private String id; private String name; public Employee() {} public Employee(String id, String name) { this.id = id; // 使用this引用成员变量 this.name = name; } } ``` ##### super关键字 `super`关键字用于访问父类的属性和方法，尤其是在子类构造函数中调用父类构造函数时非常有用。 **示例**: ```java class Employee { String name; String id; public Employee(String name, String id) { this.name = name; this.id = id; } } class Manager extends Employee { String department; public Manager(String name, String id, String department) { super(name, id); // 调用父类构造方法 this.department = department; } } ``` ##### 对象构造和初始化步骤 对象的构造过程包括以下步骤： 1. **分配内存并进行默认初始化**：为对象分配内存空间，并对基本类型的成员变量进行默认值初始化。 2. **实例变量初始化**： - 绑定构造方法参数。 - 如果构造方法中包含`this`调用，则执行相应的重载构造方法。 - 显示或隐式调用父类构造方法。 - 进行实例变量的显式初始化。 - 执行构造方法主体中的代码。 ##### 思考 为什么必须在子类的构造器中加入调用父类的构造方法？ - **确保父类正确初始化**：通过在子类构造方法中显式调用父类构造方法，可以确保父类状态正确初始化，这对于对象的完整性和正确性至关重要。 - **避免编译错误**：如果父类定义了构造方法而没有提供无参构造方法，那么子类构造方法中就必须明确调用父类构造方法，否则编译器将报错。 ##### 多态 多态是面向对象编程的另一个核心特性，允许子类对象以父类的形式出现。这意味着可以通过父类引用变量来引用子类对象，并调用子类中覆盖的方法。多态提高了代码的灵活性和可扩展性。 **示例**: ```java class Animal { void sound() { System.out.println("Animal makes sound"); } } class Dog extends Animal { @Override void sound() { System.out.println("Dog barks"); } } class Cat extends Animal { @Override void sound() { System.out.println("Cat meows"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal myAnimal = new Dog(); // 多态 myAnimal.sound(); // 输出 "Dog barks" } } ``` 通过上述知识点的学习，我们可以更加熟练地掌握JAVA面向对象编程的核心概念和技术细节，这对于开发高效、灵活且可维护的JAVA应用程序至关重要。